Nanoboyutlu TiO2 esaslı antibakteriyel kaplama
Antibacterial coating with nanoparticule TiO2
Yazar: BURCU DİDEM KILIÇOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. VOLKAN GÜNAY ; PROF. DR. MÜZEYYEN MARŞOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Cam = Glass

Özet:
Nanoteknolojinin amacı, üstün elektriksel, mekanik, kimyasal, ısıl, optik vb. özelliklere sahip malzemeler ve sistemler geliştirmektir. Sol-Jel tekniğiyle böyle malzemeler kolaylıkla üretilebilmektedir.Titanyum dioksit (TiO2) yarıiletken, ışık enerjisiyle kimyasal olarak aktif bir malzemedir. TiO2'in fotoaktivitesi, onunla temas eden organik malzemeleri parçalamaya yöneliktir. Fotokatalist özelliği olan TiO2, kir, çevre kirliliği, zehirli kimyasallar, sigara, bakteri vb. malzemelerin parçalanmasını sağlar.Bu tezde, fotokatalitik etkili TiO2 sol-jel tekniği kullanılarak düz camlara kaplanmıştır. Titanyaya yapılan demir ve krom katkılarıyla fotokatalitik etki incelenmiştir.Saf TiO2 çözeltisiyle, %1 Demir ve %1 Krom katkılı TiO2 çözeltisiyle kaplanmış, 400°C, 450°C ve 500°C sıcaklıklarda bir saat süreyle sinterlenmiş cam numunelerin hava ve kalay yüzeyine yapılan kaplama kalınlığı ölçümlerinde, artan çekme hızıyla kaplama kalınlığının arttığı gözlenmiştir.%1 Demir katkılı TiO2 çözeltisiyle kaplanmış, 400°C, 450°C ve 500°C sıcaklıklarda bir saat süreyle sinterlenmiş cam numunelerin hava ve kalay yüzeyindeki temas açısı ölçüm değerleri, saf TiO2 çözeltisi ve %1 Krom katkılı TiO2 çözeltisiyle kaplanmış numunelerin hava ve kalay yüzeyine yapılan temas açısı ölçüm değerlerine göre daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir.Farklı sıcaklıklarda sinterlenen numunelerdeki absorpsiyon ölçümlerinde, en düşük absorpsiyon değerine %1 Krom katkılı TiO2 çözeltisiyle kaplanmış, 400°C'de sinterlenmiş numunelerde ulaşılmıştır. Fotokatalitik özelliklerde Cr katkısının bu özelliği arttırdığı, Fe katkısının saf TiO2'den çok farklı olmadığı gözlenmiştir.Numune yüzeylerine yapışma testi uygulandığında; kolay çizilemediği, kaplamanın genel olarak %5'ten fazla etkilenmediği görülmüştür.Saf TiO2 çözeltisinin jeline yapılan XRD analizinde, kararlı rutil fazı oluşumu 900°C'de, %1 Demir ve %1 Krom katkılılarda 600°C'de başlamıştır. %1 Demir katkılı olan 700°C'de, %1 Krom katkılı olan 800 °C'de tamamen kararlı rutil faza dönüşmüştür.

Abstract:
Nanotechnology aims to develop the materials which have a superior electrical, mechanical, chemical, heat, optical properties. Sol-gel technic is an application that can easily be used for these type of materials.Titanium dioxide (TiO2) is a semiconductor material. It is chemically activated by light energy. The photoactivity of titanium dioxide tends to decompose the organic materials that come into contact. TiO2, as a photocatalyst decompose dirt, toxic chemicals, smoke residue, bacteria etc. materials.In this thesis study, photocatalytic titania coated on float glass by sol-gel technic. Additionally, its photocatalytic effect is observed with ferro and cromium doped titania.It is observed that film thicknesses of air and tin surfaces of glass samples which were tempered at 400°C, 450°C and 500°C for 1 hour after coated by pure TiO2 solution, 1% Fe-doped TiO2 solution and 1% Cr doped TiO2 solution was increased with velocity of withdraw.It is seen that contact angle measurement values of air and tin surfaces of glass samples which were tempered at 400°C, 450°C and 500°C for 1 hour after coated by 1% Fe-doped TiO2 solution are higher than the contact angle measurement values of air and tin surfaces of glass samples coated by pure TiO2 and 1% Cr-doped TiO2 solution.In the absorption measurements of coated samples at different temperatures, minimum absorption value has eventuated at the samples coated by 1% Cr-doped TiO2 solution and tempered at 400°C. Cr doping increases photocatalytic properties. Although Cr-doping increases the photocatalytic properties, Fe-doping is seen that it is no more different than pure TiO2.Scratch cutter testof all the samples demonstrate that the samples aren?t scratched easily and generally the film is not effected more than 5%.XRD analysis of pure TiO2 solution gel determines that stable rutile phase occured at 900°C, in the 1% Fe and 1% Cr doped it is started at 600°C. Complete transformation to stable rutile phase existed at 700°C with 1% Fe doped samples and at 800°C with 1% Cr doped samples.