Katkılı borofenlerin sentezi ve borofen-metal kalkojenlerin fotoelektrokimyasal uygulamaları
Synthesis of doped borophenes and photoelectrochemical applications of borophene-metal chalcogenides
- Tez No: 1011631
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA, PROF. DR. ATIF KOCA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Borofen, Kalkojenler, Spektroelektrokimya, Borophene, Chalcogenides, Spectroelectrochemistry
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Türkiye'nin en değerli madeni olan Bor'un katma değeri yüksek yeni ürünlere dönüştürülmesi ve bu ürünlerin yeni kullanım alanlarının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla çalışmamız kapsamında katkılı Borofenlerin sentezi ve Borofen-metal kalkojenlerin fotoelektrokimyasal uygulamaları gerçekleştirilmiştir. İlk olarak literatüre uygun şekilde hidrojenize Borofen, sodyum borhidrür (NaBH4) ve borik asit (H3BO3) karışımının Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) reaktöründe yüksek sıcaklıkta Ar ve H2 atmosferinde termal indirgenmesiyle sentezlenmiştir. Sonrasında aynı koşullar altında katkılı N-Borofen, S-Borofen, P-Borofen ve S,N-Borofen türevleri de sentezlenmiştir. İlave olarak, fotoelektrokimyasal hidrojen üretimi için Borofen katkılı geçiş metali kalkojen bazlı fotoelektrotlar üretilmiştir. (1-x)S2/Borofen (Mo, W, N, S, P ve S,N katkılı) fotoelektrotları, CVD reaktöründe termal sülfürizasyon yoluyla hazırlanmış olup sıcaklık profili, süre, atmosfer, reaktant oranları vb. gibi reaksiyon parametreleri sistematik olarak optimize edilmiştir. Sentezlenen tüm malzemelerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonları SEM, XRD, Raman ve UV-Vis spektroskopisi teknikleri ile detaylı bir şekilde yapılmıştır. Fotoelektrokimyasal ölçümler sonucunda, Borofen türevlerinin kompozit yapılara dahil edilmesinin fotoakım yoğunluğu, fotovoltaj ve kararlılık gibi performans parametrelerini kayda değer ölçüde artırdığı saptanmıştır. Özellikle Ti/TiO₂-NR/S,N-Borofen/Mo₀.₃₃W₀.₆₇S₂ fotoelektrot sistemi ile 2150 μA/cm² değerine ulaşılarak, yalın TiO₂ elektroduna kıyasla yaklaşık 23 katlık bir artış kaydedilmiştir. Bu çalışma ile Borofen türevlerinin bimetalik alaşım yapılarında hızlı bir yük transfer kanalı oluşturarak fotoelektrokimyasal hidrojen üretim verimliliğini artırmadaki yüksek potansiyeli ilk kez bilimsel olarak ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
Transforming Boron, Türkiye's most valuable mineral, into high value-added new products and identifying new application areas for these products is of great importance. For this purpose, the synthesis of doped borophenes and photoelectrochemical applications of borophene-metal chalcogens were carried out within the scope of our study. First, hydrogenated borophene was synthesized by thermal reduction of a mixture of sodium borohydride (NaBH4) and boric acid (H3BO3) in a Chemical Vapor Deposition (CVD) reactor at high temperature in an Ar and H2 atmosphere, in accordance with the literature. Subsequently, doped N-Borophene, S-Borophene, P-Borophene, and S,N-Borophene derivatives were also synthesized under the same conditions. Furthermore, Borophene-doped transition-metal chalcogen-based photoelectrodes were fabricated for photoelectrochemical hydrogen generation. (1-x)S2/Borophene (Mo, W, N, S, P and S,N doped) photoelectrodes were prepared by thermal sulfurization in a CVD reactor, and reaction parameters such as temperature profile, time, atmosphere, reactant ratios, etc., were systematically optimized. Structural and morphological characterization of all synthesized materials was performed in detail using SEM, XRD, Raman, and UV-Vis spectroscopy. Photoelectrochemical measurements revealed that the inclusion of Borophene derivatives in composite structures significantly increased performance parameters such as photocurrent density, photovoltage, and stability. In particular, the Ti/TiO₂-NR/S,N-Borophene/Mo₀.₃₃W₀.₆₇S₂ photoelectrode system achieved a value of 2150 μA/cm², representing an approximately 23-fold increase compared to the plain TiO₂ electrode. This study, for the first time, demonstrates the high potential of Borophene derivatives to increase the efficiency of photoelectrochemical hydrogen production by forming a rapid charge-transfer channel in bimetallic alloy structures.
Benzer Tezler
- Biyolojik öneme sahip bazı analitlerin tayini için esnek ve giyilebilir elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi
Development of flexible and wearable electrochemical sensors for the determination of some analytes of biological importance
EBRAR DOKUR
- Katkılı SIO2 filmlerin CHF3-O2 plazması içerisinde reaktifiyon aşındırılması
Başlık çevirisi yok
SUAT ALİ ERTUĞRUL
- Katkılı ve katkısız çimentoların betonun durabilitesine etkisi
The Effect of cements with pozzolan and without pozzolan to the durability of concrete
ÖZLEM YÖRÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN YILDIRIM
- Katkılı polimerlerde lazer ışığının saçılması yardımı ile hedef ve performans tespiti
Başlık çevirisi yok
NECDET ŞEKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK VAROL