Akademik Veri Yönetim Sistemi
ÖZYURT D. (Yürütücü), Su E., AKÇAALAN ALBAY R., KÖKER DEMO L., ÖZBAYRAM E. G., Özdemir Olgun F. A., et al.
TÜBİTAK Projesi, 2024 - 2027
Çevrenin ayrılmaz bir parçası olan su, gelecek nesiller için de korunması gereken önemli bir doğal kaynaktır. Dünya Sağlık Örgüt’ü verilerine göre Dünyadaki insan nüfusu 2050 yılında 9 milyar kişiye ulaşacak ve özellikle gelişmekte olan ülkelerin sürdürülebilir temiz su kaynaklarına erişim kısıtlı hale gelecektir. Günümüzde az bulunan temiz su kaynaklarımız, evsel atıklar, deprem, endüstriyel gelişme, tarımsal uygulamalar, kentleşme ve iklim değişikliği gibi farklı doğal ve insanoğlu kaynaklı faaliyetlerle kirletilmeye devam edilmektedir. Su kalitesindeki bozulma insan ve ekosistem sağlığını etkilemekte, içme sularında tat ve koku sorunları nedeniyle ambalajlı su tüketimi her geçen yıl artmaktadır. Bu proje önerisinde, çeşitli su kaynaklarında litre başına nanogram ila mikrogram derişimlerde olan ve su kalitesini olumsuz etkileyen Geosmin, 2-Metilizoborneol (2-MIB) ve doğal organik maddelerin klorla dezenfeksiyonu sürecinde yan ürün (DYÜ) olarak oluşan Trihalometan (THM) bileşiklerinin giderimi için ileri oksidasyon su arıtım proseslerinde kullanılabilecek yükseltgenme ve indirgenme temeline dayalı yeni bir yöntem geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Geliştirilecek bu yöntemde yeşil sentez ile yüzey modifikasyonu sağlanmış seryum oksit nanopartiküllerin (nanoceria, CeO2-xNP) yüzey redoks potansiyellerinden yararlanılacaktır. Nano temelli su arıtım ve dezenfeksiyon süreçleri, minimum enerji gereksinimleri, kimyasal tüketimini azaltmaları ve uygun maliyetlerinin yanı sıra düşük kalıntı etkileri ve kararlılıkları sayesinde geleneksel yöntemlerin önüne geçmekte ve sürdürülebilirlik açısından önem arz etmektedir. Bu proje kapsamında fenton benzeri ileri oksidasyon yöntemlerinde kullanılan H2O2 ve UV ışınına gerek kalmadan CeO2-xNP katkılı gözenekli polimerik malzemeler ile sulardaki organik kirleticilerin gidemine yönelik yeni, ekonomik ve çevre dostu bir yöntem geliştirilecektir. Ayarlanabilir özelliklere sahip CeO2-xNP’ler basit ve çevre dostu bir sentez yöntemi olan kriyojelleşme sırasında polimerizasyon ortamına eklenerek nanopartikül katkılı gözenekli polimerler elde edilecektir. Kriyojelleşme tekniğinin yanı sıra gözenekli malzemeler için üç boyutlu 3D yazıcılarda kullanılabilecek biyomürekkepler yine proje kapsamında hazırlanacak ve kompleks şekilli gözenek tasarımları elde edilecektir. CeO2-xNP’in, yeşil sentezinde makroalg ekstraktları stabilizatör ve indirgen ajanı olarak kullanılacaktır. Makroalgler, mikrodalga destekli ekstraksiyon yöntemi ile organik çözücülere gerek kalmaksızın sulu ortamda, termal ısı ile sekonder metabolitlerin verimli ekstraksiyonunu sağlayan optimum koşullarda ve kısa bir sürede ekstrakte edilecektir. CeO2-xNP’lerin yeşil sentezinde makroalglerin ve mikrodalga destekli sentez sisteminin birlikte kullanımı ilk defa bu proje kapsamında yapılacaktır. Projenin önemli hedeflerinden biri de istenilen boyutlarda ve yüzey özelliklerinde seryum oksit nanopartiküllerin sentezlenmesidir. Bu amaç doğrultusunda mikrodalga destekli kapalı sentez sistemi ile tekrarlanabilirliği yüksek boyutları ve morfolojisi kontrol edilebilen CeO2-xNP üretimi yapılacaktır. Amaca yönelik ve çevre dostu CeO2-xNP üretimini mümkün kılacak bu proje nanoceria’nın ticari potansiyeli açısından oldukça değerlidir. Bu gözenekli polimerlerin sulardaki organik kirleticilerin gideriminde kullanımı, hızlı cevap süresi ve kullanım sonrası nanopartiküllerin uzaklaştırılması zorunluluğunu ortadan kaldıracak, tekrar kullanılabilir, etkin ve kullanılan biyopolimerik malzeme sayesinde biyobozunur bir su arıtım yöntemi proje kapsamında elde edilecektir.