Mezogözenekli grafitik karbon nitrür temelli fotokatalitik hidrojen üretimi
Mesoporous graphitic carbon nitride based photocatalytic hydrogen production
Yazar: FATMA NUR DOĞANAY ARI
Danışman: PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Biyoenerji = Bioenergy ; Fotokatalitik = Photocatalytic ; Hidrojen enerjisi = Hydrogen energy ; Mezo gözenekli karbon = Mesoporous carbon

Özet:
Günümüzde gelişen sanayi ve artan nüfus artışı doğrultusunda dünyada kullanılan enerji miktarında artış gözlenmekle birlikte, enerji üretimi ile tüketimi arasındaki açık gün geçtikçe artmaktadır. Öte yandan kömür, petrol, doğalgaz gibi geleneksel enerji kaynak rezervlerinin yakın bir süreçte tükenecek olması ve çevreyi, insan sağlığını tehdit eder hale gelmesi gibi nedenler yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişi gündeme getirmiştir. Özellikle gelişmiş ülkelerde rüzgar, jeotermal, güneş, dalga, biyokütle gibi yenilenebilir enerji kaynakları, fosil yakıtlara olan bağlılığı azaltmada önemli bir rol üstlenmektedir. İdeal bir enerji taşıyıcısı olarak görülen hidrojen enerjisi, yüksek enerji içeriğine sahip olmasıyla birlikte yüksek verimliliği ile de birçok alanda kullanılmaktadır. Hidrojen üretim yöntemlerinden birisi olan yapay fotosentezden esinlenerek elde edilen fotokatalitik hidrojen üretimi, düşük maliyeti ve yüksek performansı ile umut vaat edici bir yöntem olarak görülmektedir. Bu nedenlerden dolayı bu tez çalışmasında, fotokatalitik hidrojen üretim yöntemi kullanılmıştır. Çalışmada, iki-boyutlu (2D) polimerik bir yarıiletken olan mezogözenekli grafitik karbon nitrür katalizör olarak seçilmiş olup, metal içermemesi, sahip olduğu uygun bant aralığı, düşük maliyeti ve toksik olmaması gibi avantajlı özellikleri nedeniyle tercih edilmiştir Ayrıca ikili CN/MS2 (M:Mo, W) ve yardımcı katalizör ile fonksiyonlandırılmış üçlü CN/MS2-Y (M:Mo, W, Y:Ni, Co) nanohibritleri sentezlenerek fotokatalitik hidrojen üretimindefotokatalitik aktivitenin arttırılması amaçlanmıştır. Sentezlenen bu katalizörler X-ışınları kırınımı (XRD), UV-Vis spektroskopisi ve Geçirimli Elektron Mikroskopu (TEM) metotları ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyonu yapılan CN/MS2-Y (M:Mo, W, Y:Ni, Co) katalizörleri fotokatalitik hidrojen üretiminde TEOA electron verici ortamında ve Eosin-Y, Eritrosin-B ve Rodamin-B boyar maddeleri varlığında fotokatalitik hidrojen üretim performansları karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir.

Abstract:
Despite the fact that the amount of energy needed in the globe is increasing as a result of burgeoning industries and a growing population, the gap between energy production and consumption is widening every day. Traditional energy resource reserves such as coal, oil, and natural gas, on the other hand, will be depleted in the near future, posing a threat to the environment and human health, putting the shift to renewable energy sources on the table. Renewable energy sources such as wind, geothermal, solar, wave, and biomass, particularly in industrialized countries, play an essential role in reducing reliance on fossil fuels. Hydrogen energy, which is regarded as an excellent energy carrier due to its high energy content and efficiency, is used in a variety of fields. With its low cost and great performance, photocatalytic hydrogen generation, which is inspired by artificial photosynthesis, is viewed as a potential technology for hydrogen production. The photocatalytic hydrogen production method was employed in this thesis study for these reasons. The catalyst in this study was mesoporous graphitic carbon nitride, a two-dimensional (2D) polymeric semiconductor that was chosen because of its advantageous properties such as metal-free, suitable band gap, low cost, and non-toxicity., W) and cocatalyst-functionalized ternary CN/MS2-Y (M:Mo, W, Y:Ni, Co) nanohybrids were synthesized to increase photocata X-ray diffraction (XRD), UV- Vis spectroscopy, and Transmissive Electron Microscopy (TEM) were used to analyze the produced catalysts. In the presence of Eosin-Y, Erythrosine-B, and Rhodamine-B dyestuffs in TEOA electron donor medium and in the presence of Eosin-Y, Erythrosine-B, and Rhodamine-B dyestuffs, the photocatalytic hydrogen generation capacities of the defined CN/MS2-Y (M:Mo, W, Y:Ni, Co) catalysts were compared.