Fotokatalitik su ayrışması için Pt-metal sülfür/CdS katalizörlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of Pt-metal sulfide/CdS catalysts for photocatalytic water splitting
Yazar: DERMAN AKŞİT
Danışman: PROF. DR. İSMAİL BOZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Günümüzde insanoğlunu etkileyen esas sorun çevre kirliliğidir. Günümüz ve gelecek nesiller için temel gereksinim ve yaşam kaynağı sudur. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte sanayide kullanılan üretim prosesleri sonucu su kirlenmektedir. Fotokataliz, enerji kaynağı olarak güneş ışığını kullanma, sudaki safsızlıkların giderilmesi ve sudan hidrojen üretiminde artan bir öneme sahiptir.
Son yıllarda yarı iletkenler sahip oldukları yararlı optik, elektronik ve kimyasal özellikleri sebebiyle endüstriyel fotokatalizör olarak kullanılmaktadır.  Görünür dalga boyunda absorbans veren ve suyun ayrışması için iyi konumlanmış bant boşluğuna sahip CdS gibi yarı iletken bir madde, hem güneş enerjisi ile hidrojen üretiminde hem de suda çözünmüş olan kirliliklerin uzaklaştırılmasında umut veren başlıca malzemedir. TiO2 ise sadece UV bölgede etkin ve ancak katkılandırmalardan sonra görünür bölgede etkili olabilen yarı iletken malzemedir. Fakat CdS için de kararlılığın sorun olduğu bilinmektedir. Dolayısıyla yüksek ve kararlı aktivite gösteren CdS katalizörler sentezlemek bu tezin amacı kapsamında yer almaktadır.
Bu tez kapsamında güneş spektrumunun görünür bölgesine duyarlı CdS katalizörlerin hidrotermal yöntem ile sentezi, Pt yüklemesi ile sentezi, ikili metal sülfür (MS-CdS) halinde (MS = PdS, NiS, ZnS)  sentezi gerçekleştirilmiştir.
Sentezlenen katalizörler XRD, UV-Gör reflektans ve Fotolüminesans (FL) ile karakterize edilmiştir. Fotokatalitik reaksiyonla hidrojen üretim hızı GC ile izlenmiştir. Ayrıca, metilen mavisinin uzaklaştırılmasının takip edilmesiyle katalizörlerin fotokatalitik aktivitesi belirlenmiştir.

Abstract:
Today, environmental pollution is the main problem that affecting humankind. Water is the source of life and essential requirement for present and future generations. With the developing technology, water used in the manufacturing processes in chemical industry is polluted. Photocatalysis, using sunlight as an energy source, the removal of impurities in the water and production hydrogen from water is of increasing importance. 
In recent years, semiconductors having beneficial optical, electronical and chemical properties are utilised as industrial photocatalysts. A semiconductor material, such as, CdS with absorbance in visible light and band well positioned for the water splitting, is promising primary material both for the hydrogen production with solar energy and in the removal of impurities in water. TiO2 is a semiconductor material that is active only in the UV light region but it can be effective in the visible region after doping. However, CdS is known to have about stability problems. Thus, to synthesize CdS catalysts showing high and stable activity is the goal of this thesis. 
In this thesis, CdS catalysts, sensitive to the visible region of the solar spectrum, are synthesized using hydrothermal method, doped with Pt, and also synthesized as binary metal sulfides (MS-CdS). (MS = PdS, NiS, ZnS) 
The synthesized photocatalysts were characterized by XRD, UV-Vis reflectance and Photoluminescence (PL) techniques. Hydrogen production rate by photocatalytic water splitting reaction was followed with GC. Photocatalytic activity of the catalysts is also determined by following the removal of methylene blue removal.