Üçlü katkılama ile oluşturulan CeO2 bileşiklerinin fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the efficiency of binary and triple CeO2 compounds on rodhamin b and methyl orange dyes
Yazar: FATİH ÇULHA
Danışman: DOÇ. DR. HANDAN ÖZLÜ TORUN
Kahramanmaraş İstiklal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Fotokatalitik = Photocatalytic

Özet:
Fotokatalitik aktivite, genellikle fotokataliz olarak adlandırılır ve katalitik reaksiyonlarda kullanılır. Özellikle çevre koruma ve su arıtma gibi alanlarda yaygın olarak kullanılır. Fotokatalitik maddeler, organik kirleticileri veya zararlı mikroorganizmaları parçalayabilir veya nötralize edebilir, böylece su veya hava gibi çevresel ortamları temizlemeye yardımcı olabilirler. Ayrıca, fotokatalitik aktivite, güneş enerjisi kullanarak enerji dönüşümü uygulamalarında da önemli bir rol oynar.
Bu çalışmada, fotokatalitik aktivite için Ce0,75Er0,25, Ce0,75Er0,20Tb0,05, Ce0,80Ba0,20, Ce0,80Ba0,15Er0,05  toz bileşikleri katalizörleri sol jel yöntemi kullanılarak sentezlendi. 
Sentezlenen toz parçacıkların kristal faz saflığı ve fonksiyonel grup karakterizasyonları, XRD ve Raman spektral analizleri ile incelenmiştir. Toz bileşiklerin morfolojik davranışları SEM, malzemelerin bileşimini belirlemek ve elementlerin varlığını ve konsantrasyonunu analiz etmek için EDX analiz tekniği kullanıldı. X-ışını kırınım spektrumları, kübik kristal yapıyı gösterdi. SEM mikrografları, toz bileşiklerin gözenekli davranışını ortaya çıkardı. EDX analizi başlangıçta kullanılan kimyasal ve oranlarını doğruladı. Raman spektroskopisi analizinde yaklaşık 465 cm-1'de bulunan ve seryum oksit bazlı tipik florit kafes yapısının karakteristiği olan Ce-O8 kristal ünitesinin simetrik gerilme moduna (F2g) görülmektedir. Fotokatalizörlerin, UV ışık ışıması altında fotokatalitik bozunma kabiliyeti, potansiyel olarak tehlikeli maddeler olan malahit yeşili (MG) katyonik, rodhamin B (RhB) katyonik ve metilorange (MO) anyonik boyar maddeler üzerinde etkinliği incelendi.  İncelenen fotokatalizörler arasında, Er katkılı CeO2, görünür ışık ışıması altında 90 dakika içinde toksik MG boyasını %52,73 bozunma verimliliği ile en iyi sonuç sergiledi. Elde edilen katalizörlerin katyonik boyar madde üzerinde daha etkili olduğu belirlendi.

Abstract:
Photocatalytic activity is often called photocatalysis and is used in catalytic reactions. It is widely used in fields such as environmental protection and water treatment. Photocatalytic agents can break down or neutralize organic pollutants or harmful microorganisms, thus helping to clean environmental media such as water or air. Photocatalytic activity also plays an important role in energy conversion applications using solar energy.
In this study, Ce0,75Er0,25, Ce0,75Er0,20Tb0,05, Ce0,80Ba0,20, Ce0,80Ba0,15Er0,05 powder compounds catalysts were synthesized using sol gel method for photocatalytic activity.
Crystal phase purity and functional group characterization of the synthesized powder particles were investigated by XRD and Raman spectral analysis. Morphological behavior of powder compounds SEM, EDX analysis technique was used to determine the composition of materials and to analyze the presence and concentration of elements. X-ray diffraction spectra showed the cubic crystal structure. SEM micrographs revealed the porous behavior of the powder compounds. EDX analysis initially confirmed the chemicals used and their proportions. The spectra of the synthesized materials in Raman spectroscopy analysis appear at the most intense peak (F2g), which is at about 465 cm-1 and attributed to the symmetrical strain mode of the Ce-O8 crystal unit, characteristic of the typical fluorite lattice structure based on cerium oxide. The photocatalytic decomposition ability of photocatalysts under UV light irradiation and their effectiveness on potentially hazardous substances such as malachite green (MG) cationic, rhodamine B (RhB) cationic and methylorange (MO) anionic dyes were investigated. Among the photocatalysts studied, Er doped CeO2 exhibited the best result with a degradation efficiency of 52.73% to toxic MG dye within 90 minutes under visible light irradiation. It was determined that the obtained catalysts were more effective on the cationic dyestuff.