Keçi tüyünden üretilen karbon kuantum Dot/ZnO nanohibrit materyalinin organik kirleticilerin fotokatalitik gideriminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of usability of carbon quantum Dot/ZnO nanohybrid material produced from mohair in photocatalytic removal of organic pollutants
Yazar: MERVE VURUCUEL
Danışman: DOÇ. DR. ERKAN YILMAZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Ankara keçisi = Angora goat ; Atık su arıtma = Waste water treatment ; Bozunma = Decomposition ; Fotokatalitik = Photocatalytic ; Kuantum noktaları = Quantum dots ; Çinko oksit = Zinc oxide

Özet:
Nüfusun artması ile kaliteli ve yeterli miktarda suya erişim problem olmaya başlamıştır. Bu problemin çözüm yollarından biri sanayi ve tarımda atık su artıma yöntemlerinin kullanılmasıdır. Birçok atık su arıtma yönteminin maliyetli olma ve ikincil kirleticiler üretme gibi dezavantajları olmakla birlikte, kirleticilerin giderilmesinde daha avantajlı ve etkili olan ileri oksidasyon yöntemlerinden olan fotokatalitik giderim umut vadetmektedir. Yarı iletkenler fotokatalizde yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak verimin düşmesine neden olan elektron çifti rekombinasyon problemlerine sahiptirler. Yarı iletkenleri farklı nanomalzemelerle katkılama bu problemi aşmada en kolay yollardan biridir. Son zamanlarda karbon kuantum dotlar (CQDs) katkılama ajanı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Solvotermal yöntem, nanomalzeme sentezinde en kolay ve çevre dostu yöntemler arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, C-kuantum dotları modifiye edilmiş ZnO nanopartiküllerinin (CQDs@ZnO NPs) fotokatalitik verimliliği üzerine solvotermal çözücü olarak N,N,dimetilformamid, dimetil sülfoksit, etilen glikol ve suyun etkisi literatürde ilk kez araştırılmıştır. Sentezlenen CQDs@ZnO NPs'lerin metilen mavisinin (MM) fotokatalitik olarak bozunması üzerine fotokatalitik performansı incelenmiştir. Ankara keçisi tiftiği, literatürde ilk kez CQDs kaynağı olarak kullanılmıştır. MM için 300 dakikada CQDs@ZnO NPs'lerinin fotokatalitik bozundurma performansları, etilen glikol-su karışımı, DMSO ve DMF için sırasıyla %82,4, %87,6 ve %99 olarak bulunmuştur. Sonuçlar, solvotermal sentez prosedürü için çözücü türünün, CQDs@ZnO NP'lerin fotokatalitik performansı için önemli bir rolü olduğunu kanıtlamıştır.

Abstract:
Access the quality and sufficient amount of water is started to being problem with population increasing. One of the way to behalf the solution of this problem is usage waste water treatment methods in industry and agriculture. Wastewater treatment methods have disadvantages of being costly and producing secondary pollutants. Photocatalysis, which is one of the advanced oxidation methods that is more advantageous and effective in removing pollutants, is promising. C-quantum dots (CQDs) are increasingly used in many fields, including photocatalyst. Semiconductors are commonly used in photocatalysis however, they have electron pair recombination problem that results decreasing of efficiency. Doping semiconductors with different nanomaterials is one of the easiest ways to get over the problem. Recently CQDs has been started to used as dopping agent. Solvothermal method is one of the easiest and environmentally friendly methods in nanomaterial synthesis. In this study, the effect of N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, ethylene glycol and water as solvothermal solvent on the photocatalytic efficiency of CQDs-modified ZnO nanoparticles (CQDs@ZnO NPs) was investigated for the first time in the literature. Photocatalytic performance of CQDs@ZnO NPs was investigated on the photocatalytic degradation of methylene blue (MB). Angora mohair has been used as a CQDs source for the first time in the literature. Photocatalytic degradation performances of CQDs@ZnO NPs for MB at 300 min were found as 82,4%, 87,6% and 99,0 % for ethylene glycol-water mixture, DMSO and DMF, respectively. The results proved that solvent type for solvothermal synthesis procedure has important role for photocatalytic performance of CQDs@ZnO NPs.