Katkılı ve katkısız titanyum dioksit kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of doped and non-doped titanium dioxide coatings
Yazar: CEMRE KILIÇ
Danışman: PROF. DR. MEHMET BURÇİN PİŞKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Son yıllarda TiO2'in fotokatalitik özelliği üzerinde oldukça yoğun çalışılmaktadır. TiO2'in anataz kristal yapısında iken yüksek redükleme gücüne sahiptir. Kendi kendini temizleme mekanizmasında çok önemli bir reaksiyon olan moleküler oksijenin (O2) süper oksite (O2•-) elektrolitik redüksüyonunu gerçekleştirebilmektedir. Bu özellik sayesinde TiO2'in bulunduğu ortama göre su moleküllerini UV ışık altında iyonlarına ayrıştırarak oluşturduğu süper oksitler, mikroorganizmaların hücre zarındaki iyonik dengeyi bozarak hücrenin parçalanmasına sebep olmaktadır. Bu sayede antibakteriyel özellik gösteren TiO2, kullanıldığı sürece antibakteriyel özelliğini ve ürün miktarını muhafaza etmektedir.
Sol-gel yöntemi ile gerçekleştirilecek olan üretim proseslerinde fotokatalitik aktivasyon gösterecek malzeme kaynağı olarak TiO2 ve TTIP (Titanyum (IV) izopropoksit) , bor kaynağı olarak borik asit kullanılacaktır. Deneysel çalışmalarda önce beş yöntem içerisinden en yüksek anataz skoru veren iki yöntem seçilecektir. Daha sonra bu yöntemler borik asit ile farklı oranlarda katkılandırılarak, karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilecektir.  
Bu çalışmada dünya genelinde büyük bir öneme sahip olan antibakteriyel kaplamalar, fotokatalitik özelliği yüksek olan TiO2 kullanılarak, ülkemizde bolca rezervi bulunan bor madeni ile katkılandırılmasıyla sol-jel yöntemi ile üretilecektir. Farklı bor oranlarının kullanılmasının TiO2 kaplamaların anataz kristal fazını, koruma sıcaklıklarına etkisi incelenecektir. Çalışma neticesinde dezenfeksiyonu önemli ve sık gerçekleştirilmesi gereken alanlar olan yoğun bakım üniteleri ve aseptik ilaç üretimi ve dolum odaları gibi alanlardaki seramik döşemelerinde üstüne sır gereken, antibakteriyel özelliklerini kaybetmeden yüksek sır sıcaklıklara dayanabilen TiO2 kaplama çalışmaları yapılacaktır. Bu kaplamalar dezenfeksiyon işlemlerinde kullanılan kimyasallara ihtiyaç duyulmadığından çevreci bir kaplama olma özelliğni taşıyacaktır.

Abstract:
In recent years, the photocatalytic properties of TiO2 have been extensively studied. The anatase crystal structure of TiO2 has a high reduction power. Molecular oxygen (O2), which is a very important reaction in the self-cleaning mechanism, can perform superoxide (O2•-) electrolytic reduction. By this property, superoxides formed by decomposing water molecules into ions under UV light break down the ionic balance in the cell membrane of microorganisms and cause breaking of the cell. In this respect, antibacterial TiO2 maintains its antibacterial properties and the amount of product as long as it is used. TiO2 and TTIP (Titanium (IV) isopropoxide) will be used as material source for the photocatalytic activation in the production processes to be realized by the sol-gel method, boric acid as boron source will be used. Experimental studies will be selected from two methods that give the highest anatase score. Then, this method will be doped with different ratios of boric acid and characterization procedures will be performed.
In this study, antibacterial coatings, which are of great importance worldwide, will be produced by using TiO2 with high photocatalytic properties. The effects of different boron ratios on TiO2 coatings' protection of the anatase crystal phase will be investigated. 
As a result of the study, TiO2 coating works will be carried out which can withstand the high glaze temperatures without losing the antibacterial properties of the ceramic floors of the areas where the disinfection is important and should be performed frequently. Such coatings are an environmentally friendly coating is no need for chemicals used in disinfection.