Farklı ince film fotokatalizörlerinin hazırlanması, karakterizasyonu ve fotokatalitik aktivitesi üzerine ultrases enerjisi etkisinin incelenmesi
Preparation of different thin film photocatalysts, characterization and the effect of ultrasound energy on photocatalytic activity
Yazar: HANDE YILMAZ
Danışman: PROF. DR. TANER TEKİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Fotokatalizörlerin yüksek kimyasal aktivitelerinden dolayı, çevresel uygulamaları ile ilgili çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Bu fotokatalizörler havadaki ve sudaki organik kirliliklerin uzaklaştırılmasında kullanılabildiği gibi, suyun iyonlarına ayrıştırılarak hidrojen elde edilmesine kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Ancak görünür ışığa duyarlılığının düşük olması bu fotokatalizörlerin sınırlayıcı özelliklerinden biridir. Bu nedenle son yıllarda, yapılan birçok çalışmada fotokatalizörlerin görünür ışıktaki aktivitesini artırmak, elektronik ve yüzey yapısını iyileştirmek için geçiş metali katma, metal iyon yükleme, katyonik ve anyonik doplama gibi yüzey modifiyecileri kullanılmaktadır. Bu çalışmada TiO2 ve ZnO fotokatalizörleri temel alınarak bu katalizörlere gümüş katkılama yapılmıştır. TiO2, TiO2-Ag, TiO2-Zn, ZnO, ZnO-Ag fotokatalizörleri sol jel yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Ayrıca ultrases enerjisinin bu katalizörler üzerindeki etkisini incelemek için kaplama yapılmadan önce çözeltilere 45 dakika %40 amplitüt şiddetinde ultrases verilmiştir. Her bir katalizör çifti için fotokatalitik aktivite denemeleri yapılmıştır. Fotokatalizörlerin morfolojik yüzey yapısı ve kompozisyonu SEM, EDS ve XRD kullanılarak incelenmiştir. Fotokatalizörlere yapılan SEM analizlerinden ultrases enerjisinin fotokatalizörlerin yüzey alanı arttırdığını ve bunun sonucu olarak fotokatalitik aktivitenin yükseldiği tespit edilmiştir.

Abstract:
There are many studies for enviromental applications due to the high chemical activities of phototocatalysts. These photocatalysts have found extensive applications for removing organic pollutants from air and water and also in hydrogen production from ionisation of water. But, one of the critical limitations of these photocatalyst is its poor response to visible light. In the most of studies, photocatalyst are used to enhance their activity in the visible light region such as adding transition metal, metal ion loading, cationic and anionic doping and sensitisation, in the recent years. In this study, TiO2 and ZnO photocatalyst were made based on the silver doping these catalysts. TiO2, TiO2-Ag, TiO2-Zn, ZnO, ZnO-Ag photocatalysts were produced using the sol gel method. In addition to the solution before coating on the catalyst ultrasonic intensity is given to determine the effect of ultrasonic energy for 45 minutes at 40% amplitude. Photocatalytic activity trials were conducted for each catalyst pair. The morphological surface structure and the structure of the photocatalyst were evaluated by scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (XRD). The analysis did with SEM to photocatalyst, we determined that the ultrasonic energy increases the surface area of photocatalyst, and as a result of this photocatalytic activity improves.