Reactive red 195 boyarmaddesinin TIO2/UV-C prosesi kullanılarak fotokatalitik renk gideriminin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, mono-azo bir boyarmadde olan C.I. Reactive Red 195 (RR195) boyarmaddesinin sulu çözeltilerinden giderimi, kesikli olarak işletilen hava beslemeli fotokatalitik reaktörde titanyum (IV) oksit (TiO2) fotokatalizörü ve UV-C (254 nm) lamba varlığında araştırılmıştır. RR195 boyarmaddesinin renk giderimi üzerine TiO2 konsantrasyonu (0-4 g/L), UV-C lamba gücü (0-90 W), hava besleme hızı (0-6 L/dk), başlangıç RR195 boyarmadde konsantrasyonu (50-150 mg/L), başlangıç RR195 çözeltisi pH’ı (4-8) ve karıştırma hızı (500-1500 rpm) gibi önemli parametrelerin etkileri incelenmiştir. Optimum şartlarda (100 mg/L RR195, 3 g/L TiO2, 90 W UV-C lamba gücü, 4 L/dk hava besleme hızı, pHb 5.2 ve 1000 rpm karıştırma hızı) 210. dakikada % 83.6’lık bir renk giderim verimine ulaşılmıştır. Elde edilen sonuçlardan RR195 boyarmaddesi renk gideriminin reaksiyon süresinden, fotokatalizör konsantrasyonundan, UV-C lamba gücünden, hava besleme hızından, başlangıç boyarmadde konsantrasyonundan ve karıştırma hızından etkilendiği sonucuna ulaşılmıştır. Fotokatalizör konsantrasyonun ortamda daha fazla artışı ile UV-C ışık kaynağından gelen ışınların geçirgenliğinin azalmasına bağlı olarak daha iç bölgelerdeki fotokatalizörle buluşamaması sonucunda OH (*) radikallerinin azaldığı bu sebeple de renk giderim veriminin azaldığı gözlemlenmiştir. Başlangıç boyarmadde konsantrasyonundaki artış ile renk gideriminin düştüğü, UV-C lamba gücü, hava besleme hızı ve karıştırma hızının (1000 rpm’e kadar) artışıyla da renk gideriminin arttığı belirlenmiştir.

In this study, photo degradation of mono-azo Reactive Red 195 was studied using TiO2 catalyst with the UV-C (200-280 nm) irradiation in the air feed batch photocatalytic reactor. The effect of catalyst loading (0-4 g/L), UV-C lamp power (0-90 W), air feed rate (0-6 L/min), pH of solution, mixing rate and concentration of initial dye (50-150 mg/L) was studied and determined the values of optimum color removal yield. The optimum conditions for the degradation of the RR 195 dye in order to remove 83.4% color in the duration of 210 minutes was the concentration 100 mg/L dye, catalyst concentration 3 g/L, UV-C lamp power 90 W, air feed rate 6 L/min and the mixing rate 1000 rpm. The results show that the decolorization of dye was affected by the parameters of catalyst loading, initial dye concentration, UV-C light irradiation time, air feed rate, mixing rate and reaction time. The further increase of catalyst loading was presumably decrease light penetration, which decrease OH● radical generation decreasing color removal. It has been determined that the increase in initial dye concentration to decrease of color removal, UV-C lamp power, air feed rate and mixing speed have also been found increase by increasing color removal.