Bu çalışmada, foto-Fenton reaksiyonuyla Kristal Viyole (KV) boyar maddesinin bozunması hidrotermal yöntemle sentezlenmiş CuFe2O4 nanoparçacıklarının varlığında görünür bölge ve UVA ışımaları altında incelenmiştir. Sentezlenen CuFe2O4 nanoparçacıkların yapısal ve morfolojik özellikleri X-ışını kırınım (XRD), Fourier Dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-Işını analizi (EDX) teknikleriyle araştırılmıştır. XRD verileri sentezlenen CuFe2O4 nanoparçacıklarının tetragonal yapıda oluştuğunu ve herhangi bir safsızlık içermediğini göstermektedir. Bu durum numunenin EDX spektrumunda, sadece Cu, Fe ve O elementlerinin belirlenmesiyle de desteklenmektedir. Ayrıca numunenin FTIR spektrumu da ferrit fazının oluşumunu doğrulamaktadır. CuFe2O4 nanoparçacıklarının SEM görüntüleri, parçacıkların düzenli bir şekle sahip olmadığını ve taneciklerin istiflenmiş yapıda olduğunu göstermektedir.
CuFe2O4 nano partiküllerin katalitik performansı, hidrojen peroksit (H2O2) kullanılarak KV’nin foto-Fenton benzeri bozunmasında değerlendirilmiştir. Fotokataliz deneylerinde; hidrojen peroksit (H2O2) konsantrasyonu, başlangıç boya konsantrasyonu, katalizör miktarı ve süre gibi parametrelerin KV'nin foto bozunması üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Her iki ışık kaynağı altında da hemen hemen benzer sonuçlar elde edilmiş ve en uygun şartlar 25 mmol L-1 hidrojen peroksit (H2O2) konsantrasyonu, 10 mg L-1 başlangıç boya konsantrasyonu ve 50 mg/L katalizör miktarı olarak belirlenmiştir. Bu şartlar altında KV’nin fotokatalitik bozunma verimleri görünür bölge ve UVA ışımaları altında sırasıyla %100 ve %96,4 olarak elde edilmiştir.
Fotokataliz deney sonuçlarından, bozunmanın yalancı birinci dereceden kinetik ile uyumlu olduğunu göstermiştir. KV'nin CuFe2O4 nanoparçacıkları üzerindeki fotokatalitik bozunmasından sorumlu olan reaktif türlerinin katkısını belirlemek için radikal süpürücü deneyler yapıldı ve olası mekanizma önerildi. Yapılan radikal süpürücü deneylerine göre her iki ışık kaynağı için hidroksil radikallerinin KV’nin fotokatalitik bozunmasında başlıca role sahip olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Bakır ferrit, Kristal viyole, Heterojen foto Fenton Oksidasyonu, fotokataliz, mekanizma
|
