Piridin ve türevlerinin sulu TiO2 süspansiyonlarındaki heterojen fotokatalitik degradasyon kinetiğinin incelenmesi

Abstract

Piridin endüstriyel açıdan yaygın olarak kullanılmakta olan bir çözücüdür. Ayrıca, türevleri pek çok pestisidin yapısında bulunur. Canlı organizmaların zararlı etkileri, sulara kötü bir koku vermeleri, dayanıklı oluşları ve çözünürlükleri nedeni ile, piridin ve türevleri önemli bir su kirletici grubunu oluşturmaktadır. Bu maddeleri sulardan uzaklaştırmak için kullanılmakta olan pek çok yöntem bulunmakla birlikte, her yöntemin kendine göre bir sakıncası vardır. Bu nedenle, yarı-iletkenlerin ucuz oluşları ve aromatik maddeleri zararsız maddelere dönüştürebildiği için, heterojen fotokataliz diğer yöntemlere kıyasla daha etkin bir yöntem olarak dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, piridin ve hidroksi türevlerinin TİO2 beraberinde fotokatalitik degradasyon reaksiyonunun kinetiği deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Fotokatalizör ve kirletici maddelerin konsantrasyonlarının degradasyon hızına etkisi belirlenmiştir. Sonuçlar görünür- birinci mertebeden bir kinetik modelle açıklanmış, reaksiyon hızının başlangıç konsantrasyonu ile ters orantılı olduğu saptanmıştır. Piridinin degradasyon reaksiyonunda oluşan birincil ve ikincil ara ürünlerin belirlenebilmesi amacı ile, reaktan, ürün radikaller ve geçiş konumu komplekslerinin geometrik optimizasyonları yan-ampirik PM3 yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Moleküler orbital hesaplamaları SCF-RHF veya UHF yöntemi ile yapılmıştır. Kuantum mekaniksel hesaplama sonuçlarına dayanılarak, olası tüm reaksiyon yollarının hız sabitleri Geçiş Konumu Teorisi'nin kullanımı ile hesaplanmıştır. Her reaksiyon yolu için dallanma oranı ve ürün dağılımı bulunmuş, piridinin fotokatalitik degradasyonunda meydana gelen ara ürünün daha sonra 2,3- ve 2,5- dihidroksipiridine dönüşen 2-hidroksipiridin olduğu sonucuna varılmıştır.