Titanyum dioksit ve manyetik nanoparçacık içeren yüksek kükürt içerikli polimerik kompozitlerin sentezi ve fotokatalitik uygulamaları

Abstract

Doğada en çok bulunan elementlerden birisi olan kükürt zehirli olmayıp açık havada depolanmasına rağmen yanıcı bir katıdır. Her yıl petrol rafinerilerinden yan ürün olarak yaklaşık 70 milyon ton kükürt elde edilmesine rağmen bu devasa miktardaki kükürtün kullanım alanı çok sınırlıdır. Bu nedenle elementel kükürtün katma değeri yüksek ürünlere (polimerler gibi) dönüştürülmesi ve endüstride büyük miktarlarda kullanım bulmasını sağlamak önemlidir. Bu projede bitkisel yağ asitleri kullanarak yeni yüksek kükürt içerikli polimerik malzemelerin sentezi ve metilen mavisi gideriminde kullanılacak fotokatalizör için destek malzemesi olarak kulanımı hedeflenmiştir. Bu amaçla ters vulkanizasyon yöntemi ile elemental kükürt ve yağ asiti, linolenik asit (LnA), kopolimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen polikükürt kopolimerin fotokatalitik etkinliği solar simulator altında metilen mavisinin bozunmasında denenmiştir. Daha sonra polikükürt kopolimere manyetik nanoparçacık ve titanyum dioksit nanoparçacık eklenerek tekrar hazırlanmış ve kompozit malzeme, poly(S-r-FA)-TiO2-MNP, elde edilerek fotokatalitik etkinliği incelenmiştir. Daha sonra kompozit malzeme ile kararlılık çalışması yapılmıştır. Hazırlanan mazlemelerin karakterizasyonları SEM, TEM, EDX, FTIR ve NMR kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Boya derişimindeki azalma UV-Vis spektrometresi ile takip edilmiştir.

Sulfur is one of the most abundant elements in nature. It is not toxic but is a flammable solid even though it is stored outdoors. Approximately 70 million tons of sulfur is obtained as a by-product from oil refineries every year but the use of this huge amount of sulfur is very limited. Therefore, it is very important to convert elemental sulfur into valuable products like polymers and ensure the use of large quantities in industry. In this study, the synthesis of new high sulfur polymeric materials using vegetable fatty acid and their usage as a support material in the preparation of photocatalyst for methylene blue removal is aimed. For this purpose, copolymerization of elemental sulfur and fatty acid, linolenic acid (LnA), was carried out by reverse vulcanization method. The photocatalytic activities of the prepared polysulfur copolymers were tested in the degradation of methylene blue under a solar simulator for comparison study. Then, polysulfur copolymer was prepared again by adding magnetic nanoparticles and titanium dioxide nanoparticles. The photocatalytic activity of the resulting composite material, poly(S-r-FA)-TiO2-MNP, was examined in the same reaction. Also, stability of the composite material was carried out. The characterization of the prepared materials was carried out using SEM, TEM, EDX, FTIR, and NMR. The decrease in dye concentration was followed by UV-Vis spectrometry.