Vanadyum katkılı fotoaktif partikül sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik uygulaması
Synthesis, characterization and photocatalytic application of vanadium doped photoactive particles
Yazar: ÖZKAN HARBELİOĞLU
Danışman: PROF. DR. AHMET BALCI
Muğla Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Klasik arıtım yöntemleri, atık sular içindeki organik kirleticilerin gideriminde etkin değildir. Bunun yerine TiO2 yarı iletkeni kullanılarak ultra viyolet ışık altında TiO2' nin fotoaktif özelliğinden dolayı organik maddeler parçalanabilir. TiO2, UV ışık ile uyarıldığında fotoaktif özellik gösteren ve organik grupları parçalayabilen yarı iletken bir malzemedir. TiO2' nin bu özellikleri yanı sıra suyun arıtılmasında, fotokimyasal olarak kanser tedavisinde, havanın arındırılmasında vb. durumlarda kullanımı mümkündür. Solar spektrumun çok küçük bir bölümünü kapsayan UV ışık ile uyarılması, TiO2 yarı iletkeninin pratik kullanımını kısıtlamaktadır. Bu sebeple TiO2' nin fotoaktivitesinin geliştirilmesi gerekmektedir. Son yıllarda TiO2' ye geçiş metalleri, soy metaller veya ametallerle katkılandırma yapılarak soğurma bandının UV bölgesinden görünür bölgeye kaydırılması üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar TiO2' nin pratik uygulamalarında kullanım alanını genişletmiştir.Bu çalışmada sol-jel yöntemiyle elde edilen TiO2 yarı iletkenine farklı oranlarda vanadyum katkılandırılması yapıldı. Bu şekilde katkılandırılmamış TiO2' nin fotoaktivitesi geliştirilmeye çalışıldı. Ancak vanadyum katkılı TiO2 malzemesi katksız TiO2' ye göre fotoaktivitesinde gelişme sağlanamadı. Daha sonra 450 oC ve 500 oC kalsinasyon sıcaklıkları kullanılarak katkısız TiO2 sentezi yapıldı. Sonuç olarak 450 oC kalsinasyon sıcaklığına sahip TiO2' nin, UV ışık ve güneş ışığı altında fotoaktivitesi çok yüksek olarak belirlendi. Ardından XRD, SEM ve FTIR yapısal analiz yöntemleriyle karakterize edildi.

Abstract:
Conventional treatment methods are not effective removal of organic pollutants in waste water. İnstead of this, organic substances can deteriorate by using TiO2 semiconductor under ultra viyolet light due to the nature of the photoactive TiO2. TiO2 is a semiconductor material which shows photocatalytic property and breaks down the organic groups when it is induced by UV light. In addition to these features of TiO2 it is possible to use on purification of water, photochemically in the treatment of cancer, on purification of air etc. Stimulation by UV light which covers a very small portion of the solar spectrum restricts the practical use of TiO2 semiconductor. For this reason, photoactivity of TiO2 need to develop. İn recent years, transition metals, noble metals or nonmetals doped absorption band UV area studies have been conducted. These studies have expanded the field of practical applications, the use of TiO2.İn this study, TiO2 semiconductor obtained with sol-gel method that vanadium doped in different proportions. İn this way pure TiO2 material has been tried to develop. But vanadium doped TiO2 material has not been developed according to pure TiO2. Later, pure TiO2 has been synthesized using 450 oC and 500 oC calcination temperature. As a result, photoactivity of TiO2 was determined too high which has 450 oC calcination temperature under UV and sun light. After, they were characterized by XRD, SEM and FTIR methods of structural analysis.