TiO2/SBA-15 fotokatalizörleri sentez, karakterizasyonu ve fotokatalitik reaksiyonlarda incelenmesi
Synthesis, characterization of TiO2/SBA-15 and investigation in photo catalytic reactions
Yazar: SEVGİ CAN GÖL
Danışman: DOÇ. DR. ELİF AKBAY
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ağırlıkça farklı miktarlarda TiO2 içeren, TiO2/SBA-15 katalizörleri hidrotermal sentez yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Sentezlenen katalizörler XRD, SEM-EDX, XRF, N2 adsorpsiyon/ desorpsiyon ve UV-Vis-NIR-DRS ile karakterize edilmiştir. Yapılan karakterizasyon çalışmaları sonucunda; hidrotermal yöntem ile TiO2/SBA-15 katalizörlerinin başarılı şekilde sentezlendiği görülmüştür.
TİO2/SBA-15 katalizörlerin fotokatalitik aktiviteleri metilen mavisi üzerinde UV ışık altında incelenmiştir. En iyi metilen mavisi giderim verimi %79,58 ile TiO2/SBA-15 (R=16) katalizörü varlığında elde edilmiştir.
Fotokatalitik aktivitesi en yüksek olan TiO2/SBA-15 (R=16) katalizörüne emdirme yöntemi ile metal yükleyerek (Fe, Co, Cu, Ni, Cr) metal-TiO2/SBA-15 katalizörleri üretilmiştir. Sentezlenen metal-TiO2/SBA-15 katalizörleri XRD, SEM-EDX, XRF, N2 adsorpsiyon/ desorpsiyon ve UV-Vis-NIR-DRS ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonucu metal yüklemelerinin mezo gözenekli yapıyı değiştirmediği görülmüştür. 
Metal-TiO2/SBA-15 katalizörlerinin fotokatalitik aktiviteleri metilen mavisi üzerinde UV ışık ve gün ışığı altında incelenmiştir. En iyi metilen mavisi giderim verimi UV ışık altında %69,58 ile %10 Co-TiO2/SBA-15 katalizörü varlığında elde edilmiştir.
En yüksek boya giderim verimi sağlayan TiO2/SBA-15 (R=16) ve %10 Co-TiO2/SBA-15 katalizörlerinin tekrar kullanılabilirlik çalışmaları yapılmış olup beş döngü sonunda fotokatalitik aktivitelerinin düşmediği görülmüştür.

Abstract:
In this study, TiO2/SBA-15 photocatalyst, different amounts of TiO2 by weight were synthesized by using hydrothermal synthesis method. The synthesized catalysts were characterized by XRD, SEM-EDX, XRF, N2 adsorption/desorption and UV-Vis-NIR-DRS. Acording to the characterization results; TiO2/SBA-15 catalysts were successfully synthesized by hydrothermal method.
Photocatalytic activities of TiO2/SBA-15 catalysts were investigated under UV light on methylene blue degradetion. The best removal efficiency of %79,58 was obtained in the presend of TiO2/SBA-15 (R=16).
Metal doped TiO2/SBA-15 (Fe, Co, Cu, Ni, Cr) catalysts were produced by impregnation method on TiO2/SBA-15 (R=16) catalyst, which has the highest photocatalytic activity. The synthesized metal-TiO2/SBA-15 catalysts were characterized by XRD, SEM-EDX, XRF, N2 adsorption/desorption and UV-Vis-NIR-DRS. As a result of the characterization, it was observed that metal doping did not change the mesoporous structure.
Photocatalytic activities of metal- TiO2/SBA-15 catalysts were investigated on methylene blue under UV light and visible light. Among all catalysts, the best catalyst was %10 Co-TiO2/SBA-15 which is a methylene blue removal efficiency of %69,58.
Reusability studies of TiO2/SBA-15 (R=16) and %10 Co- TiO2/SBA-15 catalysts, which provide the highest dye removal efficiency, were conducted in the five cycles and it was observed that their photocatalytic activities did not decrease.