Preparation of Magnetic Gel-Polymer Brush Metal Nanoparticle Hybrid Materials for Catalytic Degradation of Some Organic Dyes

Abstract

ÖZET BAZI ORGANİK BOYALARIN KATALİTİK BOZUNMASINA YÖNELİK MANYETİK JEL-POLİMER FIRÇA/METAL NANOPARÇACIK HİBRİT MALZEMELERİN HAZIRLANMASI sayfa Bu çalışmada, tekrar tekrar kullanılabilecek bir Pd@Polymer@CoFe₂O₄ katalizörü yapmak için birlikte çöktürme yöntemi kullanıldı. XRD analizi, Pd@Polymer@CoFe₂O₄ katalizörünün kristal yapısını ortaya çıkardı ve bileşimini ve saflığını doğruladı. SEM ve EDX analizleri sırasıyla numunenin morfolojisi ve element bileşimi hakkında ayrıntılı bilgi sağladı. Faz Co, Fe ve Pd elementlerini içerir. XRD analizi, kristal boyutu 3,2 nm olan tek fazlı bir nanoürün sentezini doğruladı. VSM ölçümleri ürünün üstün manyetik özelliklerini gösterdi; bu, ürünün manyetik ayırma proseslerinde veya manyetik olarak tahrik edilen reaksiyonlarda katalizör olarak potansiyel uygulamalara sahip olduğunu göstermektedir. Katalitik çalışmalar Pd@Polymer@CoFe₂O₄'nın metil turuncu (MO), metilen mavisi (MB) ve 4-nitrofenol (4-NP) gibi organik boyaların indirgenmesini katalize edebildiğini gösterdi. Üstelik manyetik katalizör birkaç döngüden sonra yeniden kullanım özellikleri gösterdi. Bu nedenle Pd@Polymer@CoFe₂O₄, organik kirleticilerin atık su arıtımına uygulanması için potansiyel bir adaydır. Anahtar k SHALLAL, Mohammed Yüksek Lisans , Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Adam ZENGIN İkinci Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Necdet KARAKOYUN 2023, 92elimeler: manyetik partikül, metal nanopartikül, jel-polimer fırça, boya bozunumu, heterojen kataliz.ABSTRACT PREPARATION OF MAGNETIC GEL-POLYMER BRUSH/METAL NANOPARTICLE HYBRID MATERIALS FOR CATALYTIC DEGRADATION OF SOME ORGANIC DYES SHALLAL, Mohammed M.Sc. Thesis, Department of Chemical Engineering Supervisor: Asso. Prof. Dr. Adam ZENGIN Co-Supervised : Asst. Prof. Dr. Necdet KARAKOYUN 2023, 92 pages In this study, the co-precipitation method was used to make a Pd@Polymer@CoFe₂O₄ catalyst that can be used again and again. The XRD analysis revealed the crystal structure of the Pd@Polymer@CoFe₂O₄ catalyst, confirming its composition and purity. The SEM and EDX analyses provided detailed information about the morphology and elemental composition of the sample, respectively. The phase contains Co, Fe, and Pd elements. XRD analysis confirmed the synthesis of a single-phase nanoproduct with a crystal size of 3.2 nm. VSM measurements showed the superior magnetic properties of the product; this suggests that the product has potential applications in magnetic separation processes or as a catalyst in magnetically driven reactions. Catalytic studies showed that Pd@Polymer@CoFe₂O₄ can catalyze the reduction of organic dyes such as methyl orange (MO), methylene blue (MB), and 4-nitrophenol (4-NP). Moreover, the magnetic catalyst showed reuse properties after several cycles. Therefore, Pd@Polymer@CoFe₂O₄ is a potential candidate for applying organic pollutants to wastewater treatment. Keywords: magnetic particle, metal nanoparticle, gel-Polymer brush, paint degradation, heterogeneous catalysis