Nadir toprak elementleri katkılı CeO2 bileşiklerinin multifonksiyonel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of photochemical properties of CeO2: 0.1nd andCeO2: 0.05Nd0.05 M (M: DY, SM, TB)
Yazar: FETTAH ELMAS
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HANDAN ÖZLÜ TORUN
Kahramanmaraş İstiklal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Seryum dioksit ve katkılı bileşikleri fotokataliz, yakıt hücresi, elektrokimyasal ve
antibakteriyel gibi tüm alanlarda iyi özellikler gösteren multifonsiyonel bileşik sınıfındadır.
Son zamanlarda araştırmacılar, görünür ışığa tepki veren ve dar bir bant aralığına sahip olan
fotokatalist malzemeler geliştirmeye yönelik araştırmaları dikkat çekmektedir. Fotokatalist
bileşikler, sentetik boyar maddelerin sebep olduğu su kirliliğinin arıtımında çok önemli bir
rol oynamaktadır. Bu çalışmada lantanit grubu elementlerinin CeO2 bileşiğinin fotokimyasal
özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, katkısız CeO2. CeO2:0.1Nd ve
CeO2:0.05Nd0.05M (Dy, Sm, Tb) bileşikleri, yarı işlem oda sıcaklığı (SPRT) yöntemiyle
sentezlenmiştir. Karaktarizasyon çalışmalarında x-ışını toz difraktometresi (XRD), Fourier
dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Raman, ultraviyole-görünür spektroskopi (UVvis), ve empedans spektroskopisi (PL) kullanılmıştır. Kübik kristal yapı elde edilmiştir.
İkinci faz, 0.05 Tb katkı ile gözlenmiş, diğer bileşiklerde kübik kristal yapı elde edilmiştir.
En düşük optik bant aralığı olarak CeO2:0.1Nd bileşiğinde 2.60 eV hesaplanmıştır. Görünür
ışık ışıması altında toksik organik kirleticiler olan metilen blue, malahit yeşili, rodamin-B
boyar maddelerin fotokatalitik indirgenmesi için kullanılmıştır. Sentezlenen fotokatalizörler
arasında, organik kirleticilerin moleküler boyutu artıkça fotokatalitik etkinliğin düştüğü
gözlenmiştir. En yüksek katalitik verim, metilen mavisi için CeO2:0.1Nd bileşiği için % 82
olarak hesaplanmıştır. Yapılan iletkenlik ölçümlerinde yalnızca CeO2:0.1Nd ölçülmüştür

Abstract:
Cerium oxide and its doped compounds are multifunctional compounds with good properties
in all areas, such as photocatalysis, fuel cell, electrochemical and antibacterial. Recently,
researchers have attracted attention to developing photocatalyst materials that respond to
visible light and have a narrow band gap. Photocatalyst compounds are vital in treating water
pollution caused by synthetic dyestuffs. This study investigated the photochemical and
conductivity properties that change with the contribution of lanthanide group elements to the
CeO2 compound. For this purpose, unadulterated CeO2. CeO2:0.1Nd and CeO2:0.05Nd0.05
M(Dy, Sm, Tb) compounds were synthesized by the semi-process room temperature (SPRT)
method. In characterization studies, X-ray powder diffractometry (XRD), Fourier transform
infrared spectroscopy (FTIR), Raman, ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), and
impedance spectroscopy were used. A cubic crystal structure was obtained. The secondary
phase was observed with an additive of 0.05 Tb. The cubic crystal structure was obtained in
other compounds. The lowest optical band gap was calculated as 2.60 eV in the CeO2:0.1Nd
compound. It was used for photocatalytic reduction of toxic organic pollutants methylene
blue, malachite green, and rhodamine-B dyes under visible light irradiation. Among the
synthesized photocatalysts, it was observed that the photocatalytic efficiency decreased as
the molecular size of organic pollutants increased. The highest catalytic efficiency was 82%
for the CeO2:0.1Nd compound for methylene blue. In the conductivity measurements, only
CeO2:0.1Nd was known.