Metal katkılı TiO₂-grafen aerojel nanokompozit malzemelerin sentezi ve Karakterizasyonu, fotokatalitik aktiviteleri ve fotokorozyonu
Metal doped TiO₂-graphene aerogel nanocomposite materials synthesis and characterization, photocatalytic activities and photocorrosion
Yazar: FATMA SEMA ÖZPEKER
Danışman: PROF. DR. DERYA TEKİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Fotokatalitik = Photocatalytic ; Grafen aerojel = Graphene aerogel ; Korozyon = Corrosion ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Titanyum dioksit = Titanium dioxide

Özet:
TiO₂, yüksek etkinliği, sertliği, fotokorozyona karşı dayanıklığı, kimyasal stabilitesi, düşük maliyeti, çevresel uyumluluğu ve yüksek yüzey alanı sebebiyle fotokatalizör olarak oldukça ilgi çekicidir. Son yıllarda yarı-iletken ve metallerin yüzey kimyası, kimyasal reaktivitelerinin ve katalitik aktivitelerinin arttırılması bakımından büyük ilgi görmektedir. 
Son zamanlarda ise karbon ve metal dopingi TiO2'ye modifiye edilmesi oldukça ilgi çekmektedir. Bu yöntem nanokompozitin görünür bölgede (VL) yüksek absorpsiyon katsayısına sahip olmasını sağlamakla kalmayıp katkı maddesi ile TiO2 arasındaki foto indüklemeli yük transferini sağlayarak elektron boşluk çiftlerinin rekombinasyonunu azaltıp fotokatalitik aktiviteyi arttırmaktadır. Grafeni oksitlemede kullanılan Hummer metodu en iyi oksitleme yöntemidir. Nanoboyutta sentezlenen maddeler çok az madde miktarlarında bile üstün sonuçlar verdiklerinden maliyet açısından da oldukça ekonomiktirler. Ayrıca Nanokompozitlere yapılan katkılamalar malzemelerin mukavemetlerinde artışa ve korozyona karşı dirençlerinin artmasına neden olmaktadır.Bu kapsamda gerçekleşetirilecek olan bu tezde grafen Aerojel/TiO₂/Ag ve Grafen Aerojel/TiO₂//Ni nanokompozitleri sentezlenerek karakterizasyonu yapılacaktır.Ayrıca üretilmiş olan nanokompozitlerin fotokatalitik, korozyon ve sertlik etkinlikleri incelenecektir.Metal katkılı grafen aerojel /TiO₂ nanokompozit   malzemelerin   sentezi ve karakterizasyonu sol- jel ve hidrotermal sentezi yoluyla incelenecektir.Çalışmada  Ag ve Ni metalleri kullanılacaktır.Bu amaçla yapılan sentez taramalı elektron mikroskobu (SEM), X ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşüm kızılötesi spektroskopisi (FTIR) cihazları kullanılarak karakterizasyonu yapılacaktır.

Abstract:
TiO₂ is very interesting as a photocatalyst due to its high efficiency, hardness, resistance to photocorrosion, chemical stability, low cost, environmental compatibility and high surface area.In recent years, it has attracted great attention in terms of increasing the surface chemistry, chemical reactivity and catalytic activity of semiconductors and metals. The anatase form of TiO₂ is also the most striking semiconductor substance in this regard.
Recently, the modification of carbon and metal additive to TiO₂ has received great interest. This method not only ensures that the nanocomposite has a high absorption coefficient in the visible region (VL), but also provides photo-induced charge transfer between the additive and TiO₂, reducing the recombination of electron-gap pairs and increasing photocatalytic activity.The Hummer method used in oxidizing graphene is the best oxidation method. Materials synthesized at nanoscale are very economical in terms of cost, as they give superior results even with very small amounts of material. In addition, additions to nanocomposites increase the strength of materials and increase their resistance to corrosion.In this thesis to be carried out in this context, Graphene Aerogel / TiO₂ / Ag and Graphene Aerogel / TiO₂ / Ni nanocomposites will be synthesized and characterized. In addition, photocatalytic, corrosion and hardness efficiencies of nanocomposites produced will be investigated. Synthesis and characterization of metal doped graphene aerogel/ TiO₂ nanocomposite materials will be studied by sol-gel and hydrothermal synthesis.Ag and Ni metals will be used in the study. For this purpose, characterization will be done using synthesis scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).