Yüzey koruyucu olarak TİO2 temelli nanokaplamaların hazırlanması ve çeşitli mimari yüzeylerde uygulanabilirliğinin araştırılması
Preparation of TIO2-based nano coatings as A surface protector and investigation of applicability on various architectural surfaces
Yazar: HATİCE ÇAĞLAR YILMAZ
Danışman: PROF. DR. SEMA ERDEMOĞLU ; PROF. DR. AHMET GÜLTEK
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı / Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Hidrofobik membran = Hydrophobic membrane ; Kaplama malzemeleri = Coating materials ; Koruyucu malzemeler = Protective materials ; Mimari = Architectural ; Mimari yapı = Architectural structure ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Bu tez kapsamında, çeşitli arkeolojik ve mimari eserlerin ve modern binaların dış yüzeylerinde kullanılan mermer temelli materyallerin yüzeylerinin, çevresel etkilere bağlı olarak zarar görmesini engelleyecek, koruyucu/sağlamlaştırıcı özellik taşıyan bir organik/inorganik hibrid malzeme sentezlendi. Bu amaçla, farklı coğrafi bölgelere ait üç farklı mermer örneği çalışmalarda kullanılmak üzere farklı boyutlarda kestirildi ve temizlenerek sabit tartıma getirildi. Okta-γ-kloropropiloktasilseskioksan (POSS-CL8) ve Zn katkılanmış TiO2 NP'leri ayrı ayrı sentezlendikten sonra graft tekniği ile Zn-TiO2 nanopartikülleri, POSS-CL8 matris içerisine graft tekniğiyle katıldı. Hazırlanan Zn-TiO2/POSS-CL8 nanokompozit materyalin XRD, FTIR, TGA, SEM-EDX, XRF, partikül boyut dağılımı, BET, zeta potansiyel ölçümleri ve viskozite ölçümleri ile karakterizasyonları yapıldı. Kaplama malzemesinin kendi kendini temizleme ve hidrofobik özellikleri ile biyosidal etkinliği değerlendirildi. Kaplamanın etkinliğini ve hidrofobikliği göstermek açısından temas açısı ve AFM ile pürüzlülük (yüzey enerjileri ve hidrofobisitesi), gözeneklilik, UV ışık ile yaşlandırma deneylerinden sonra, kromatik renk değişikliği, gözeneklilik, ıslanabilirlik ve biyosidal etkiler araştırılmıştır. Yapılan fotokatalitik çalışmalar sonunda UV bölgede 150 dk sonunda kaplanmış Adıyaman light emperador mermer örneğinde %98,99, kaplanmış Afyon beyazı mermer örneğinde %99,61 ve kaplanmış Marmara gri mermer örneğinde %99,05'lik bir giderim belirlenmiştir. Temas açısı ölçümlerinde ise, kaplama sonrası temas değerleri Adıyaman light emperador mermer örneğinde 48,663°'den 102,974°'ye, Afyon beyazı mermer örneğinde 49,107°'den 99,527°'ye ve Marmara gri örneğinde 49,269°'den 106,267°'ye yükselmiştir. 
Anahtar Kelimeler: POSS-CL8, Zn-TiO2, fotokatalizör, hidrofobik koruyucu kaplama.

Abstract:
In this thesis, an organic/inorganic hybrid material was synthesized to prevent environmental influences damage on the surfaces of various archaeological and architectural monuments (sculpture, monument, etc.) and stone / marble based materials used on the exterior surfaces of modern buildings. For this purpose, three different marble samples belonging to different geographical regions were cut in different sizes for using experiment. It were cleaned and brought to constant weigh. Octa-γ-chloropropyloctasylesquioxane (POSS-CL8) and Zn doped TiO2 NPs were prepared separately, then graft technique and Zn-TiO2 nanoparticle was introduced into POSS-CL8 matrix by grafting technique. The prepared Zn-TiO2/POSS-CL8 nanocomposite material characterized with XRD, FTIR, TGA, SEM-EDX, XRF, particle size measurement, BET zeta potential measurements and viscosity measurements. Self-cleaning and hydrophobic properties of the coating material and its biocidal activity were evaluated. Contact angle and roughness with AFM (surface energies and hydrophobicity), porosity, UV light aging, chromatic discoloration, porosity, wettability and biocidal effects were investigated to demonstrate hydrophobicity to demonstrate the effectiveness of the coating. As a result of the photocatalytic studies, it has been determined that at the end of 150 minutes, in the UV region, after 98.99% degradation in the coated Adıyaman light emperador marble sample, 99.61% in the coated Afyon white marble sample and 99.05% in the coated Marmara gray marble sample. In contact angle measurements, the contact angle values after coating increased from 48,663° to 102,974° in the Adıyaman light emperador marble sample, from 49,107° to 99,527° in the Afyon white marble sample and  from 49,269° to 106,267° in the Marmara gray sample.  
Keywords: POSS-CL8, Zn-TiO2, photocatalyst, hydrophobic protective coating.