Gümüş ve indiyum doplu titantum dioksit görünür alan etkin katalizörlerin etkinliklerinin incelenmesi
Investigation of the visible light activity of silver and indium doped titanium dioxide catalysts
Yazar: FİRDEVS ŞİŞMAN AÇIL
Danışman: PROF. DR. İSMAİL BOZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Fotokatalitik = Photocatalytic ; Fotokatalitik yöntem = Photocatalytic method ; Hidrojen = Hydrogen ; Hidrojen enerjisi = Hydrogen energy ; Titanyum dioksit = Titanium dioxide

Özet:
Güneş enerjisi ile hidrojen üretimi, uzun dönemde suyun ve güneş ışığının özellikle de görünür dalga boyu aralığının kullanılarak yarı iletkenlerden yararlanmayı amaçlayan çalışmalar, hem ekonomik açıdan hem de stratejik açıdan büyük önem arz etmektedir.Bu tezin amacı hidrojen üretimini, fotokatalitik suyun parçalanması ile hidrojen ve oksijene dönüşüm sistemlerinde solar spektrumun büyük bir kısmını kullanılabilen, bu esnada korozyona dayanıklı ve ilgilenilen reaksiyonunun aktivasyon enerjisine yakın bant aralığına sahip katalizörlerle sağlayarak, katalizörlerin karakterizasyon çalışmaları ile yapılarının aydınlatılmaya çalışılmasıdır.Bu tez çalışması kapsamında sudan fotokatalitik yöntemle hidrojen üretiminde ticari TiO2 (P25) ve azot doplu TiO2 destekli katalizör üzerinde 2 farklı metal gümüş ve indium, hidrazin hidrat yardımıyla indirgenerek ıslak metodla ile hazırlanmış ve bu katalizörlerin gaz kromotografi (GC) cihazı ile su ayrıştırma reaksiyonu sonucu hidrojen üretim hızları farklı konsantrasyonlardaki çözelti ortamında ve değerlendirilmiştir. Bu katalizörlerin XRD, DRS analizleri ile karakterizasyonları yapıldıktan sonra su ayrıştırması reaksiyonu ile hidrojen üretimi reaksiyonlarında test edilerek hidrojen üretim hızları karşılaştırılmıştır.Sonuç olarak hidrojen aktivitesini etkileyen koşullar üzerinde değişiklik yaparak farklı katalizörler hazırlanmıştır. 50 µmol Ag/g TiO2 oranında hazırlanan Ag-P25 (Ticari TiO2) katalizörünün hidrojen üretim hızı 505 µmol/saat olarak elde edilmiş ve en iyi aktiviteyi göstermiştir.Metal katkısının farklı yöntemle hazırlanmış olması, hazırlanan katalizörlerin çözelti ortamlarının değiştirilerek hidrojen aktivite ölçümlerinin yapılması ve bunların karakterizasyon testleriyle ve metanol mavisi reaksiyon testiyle desteklenmesi tezin özgünlüğünü göstermektedir.

Abstract:
Hydrogen synthesis via solar energy by utilizing water and solar power, especially the visible range, in the long run, in terms of economic viability and strategic importance, poses great opportunities.The aim of this thesis, for the purposes of the synthesis of energy carrier hydrogen, in the photocatalytic water splitting systems where the large proportions of solar spectrum are utilized, the synthesis of catalysts which have band gap near enough to the activation energy of the interested reaction and which is resistant to photocorrosion and finally the characterization such photocatalysts.This thesis focuses on the synthesis of nitrogen and two metals cation (silver and indium) doped TiO2 photocatalysts using hydrazine hidrate via impregnation and the usage of these photocatalysts from water splitting reaction in various methanol-water mixtures. Also photocatalytic activity of these photocatalysts were compared in terms of hydrogen synthesis rates and the phtocatalysts were characterised by XRD and DRS techniques.As a result, on the conditions that effects hydrogen activities, has been modified and different catalyses are prepared. Ag-P25 (commercial TiO2) ,has a proportion of 50 µmol Ag/g TiO2 , has505 µmol/hour production speed and this proportion has the best activity performance.Metal additive is prepared with different method, hydrogen activity measurements are done by modified solution of prepared catalyses and that findings are supported with characterization tests and methanol blue reaction tests, so all cases show that it is an individual thesis.