Rodamin-B'nin fotokatalitik bozunması için bor katkılı SBA-15 destekli mezogözenekli TİO2 kompozit fotokatalizörler
Boron doped SBA-15 supported mesoporous TİO2 composite photocatalysts for the photocatalytic degradation of rhodamine-B
- Tez No: 1012811
- Danışmanlar: PROF. DR. BEYHAN ERDEM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstriyel atık suların arıtılması, içerdikleri organik kirleticilerin sucul sistemlere karışmasını önlemek amacıyla hayati önem taşımaktadır. Adsorpsiyon gibi geleneksel yöntemlere ek olarak, ileri oksidasyon metotları büyük ilgi görmektedir. Özellikle fotokataliz, organik maddeleri mineralizasyon yoluyla gidererek atık su arıtımında umut vadeden bir yaklaşımdır. Fotokatalitik malzemenin verimliliği bu yöntem için en önemli kriterlerden biridir. TiO2 bazlı fotokatalizörler bu alanda öne çıkmakla birlikte, görünür bölgedeki nispeten düşük fotokatalitik etkisi ve ışıma altında oluşan reaktif türlerin hızlı rekombinasyonu nedeniyle geniş çaplı kullanımı sınırlıdır. Bu durum TiO2'nin modifikasyon gerekliliğini beraberinde getirmektedir. Çalışma kapsamında yüzey aktif madde şablonlama ve sol-jel sentez yöntemiyle hazırlanan yüksek yüzey alanı (526,8 m2/g) değerine sahip SBA-15 silika desteği üzerinde mezogözenekli TiO2 oluşturulmuştur. Bunun beraberinde fotokatalitik aktivite özelliklerini iyileştirmek amacıyla, farklı mol oranlarında bor (B) katkılaması yapılarak hazırlanan SBA-15-mesoTiO2-B(X) fotokatalizörlerinin UV ışıması altında performansı model su kirleticisi olarak seçilen Rodamin B'nin (RhB) fotodegradasyon verimliliği için araştırılmıştır. RhB'nin fotokatalitik giderimindeki en yüksek fotoaktivite (k = 0,0408 dk-1), en yüksek yüzey alanı (1001,2 m2/g) ve renk giderimi (%99,51) değerine sahip optimum mol oranı nB/nTi = 0,5 olan SBA-15-mesoTiO2-B(0,5) örneği için elde edilmiştir. Sentezlenen fotokatalizörler, XRD, N2-adsorpsiyon/desorpsiyon, SEM, FT-IR, XPS, UV/DRS ve UV-Vis gibi karakterizasyon yöntemleri ile analiz edilmiştir. XPS ve UV-Vis analizleri, borun sübstitüsyonel ve intersitisyel olarak yapıya dâhil edilmesinin yüzey kusurlarının oluşmasına neden olduğunu ve farklı Ti ortamlarının varlığında fotokatalitik aktiviteyi arttırdığını kanıtladı. Hazırlanan fotokatalizörün tekrar kullanılabilirliği 4 döngü sonunda sadece %22'lik bir kayıpla başarıyla gerçekleşmiştir. Bu bulgular, SBA-15 destekli ve bor katkılı mezogözenekli TiO2 fotokatalizörlerinin atık su arıtımında iyileştirilmiş fotokataliz etkisine dair potansiyel bir uygulama alanına sahiptir.
Özet (Çeviri)
The treatment of industrial wastewater is of vital importance to prevent the organic pollutants it contains from entering aquatic systems. In addition to traditional methods such as adsorption, advanced oxidation methods are attracting significant interest. Photocatalysis, in particular, is a promising approach in wastewater treatment, removing organic matter through mineralization. The efficiency of the photocatalytic material is one of the most important criteria for this method. While TiO2-based photocatalysts stand out in this field, their relatively low photocatalytic effect in the visible region and the rapid recombination of reactive species formed under irradiation limit their widespread use. This necessitates the modification of TiO2. Within the scope of this study, mesoporous TiO2 was formed on SBA-15 silica support with a high surface area (526.8 m2/g) prepared by surface-active agent templating and sol-gel synthesis. Consequently, to improve the photocatalytic activity properties, the performance of SBA-15-mesoTiO2-B(X) photocatalysts prepared by doping boron (B) at different molar ratios was investigated for the photodegradation efficiency of Rhodamine B (RhB), selected as a model water pollutant, under UV irradiation. The optimum molar ratio for RhB photocatalytic removal, exhibiting the highest photoactivity (k = 0.0408 min⁻¹), largest surface area (1001.2 m²/g), and highest discolorization rate (99.51%), was obtained for the SBA-15-mesoTiO2-B(0.5) sample with nB/nTi = 0.5. The synthesized photocatalysts were analyzed using characterization methods such as XRD, N2-adsorption/desorption, SEM, FT-IR, XPS, UV/DRS, and UV-Vis. XPS and UV-Vis analyses demonstrated that the incorporation of boron into the structure in a substitution and interstitial manner caused surface defects and increased photocatalytic activity in the presence of different Ti environments. The reusability of the prepared photocatalyst was successfully achieved with only a 22% loss after 4 cycles. These findings indicate a potential application area for SBA-15-supported and boron-doped mesoporous TiO₂ photocatalysts in wastewater treatment with improved photocatalytic effects.
Benzer Tezler
- Tekstil atıksularındaki boyar maddelerin fotokatalitik oksidasyon ile giderimi için zno bazlı katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zno based catalysts for photocatalytic degradation of dyes in textile wastewater
BEYZA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK TÜTER
PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU
- Photocatalytic degradation of rhodamine B using Ag/AgCl@GO
Ag/AgCl@GO kullanarak rodamin B'nin fotokatalitik bozunması
TAYLAN CAN KÖSE
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASLI YÜKSEL ÖZŞEN
- Geliştirilmiş fotokatalitik ve elektrokimyasal özelliklere sahip BiFeO3 nanoparçacıklarıyla dekore edilmiş kaolin nanokompozitin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of kaolinite nanocomposite decorated with BiFeO3 nanoparticles for enhanced photocatalytic and electrochemical properties
FATİH İÇER
Doktora
Türkçe
2022
KimyaErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÇAĞLAR
- Ag2S/g-C3N4/TiO2 nanokompozitin sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik uygulamaları
Synthesis, characterization and photocatalytic applications of Ag2S/g-C3N4/TiO2 nanocomposite
MUZAFFER BAHADIR DORUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÇAĞLAR
- Manyetik mezogözenekli TiO2 fotokatalizörlerin hazırlanması ve uygulama alanları
Preparation and application areas of magnetic mesoporous TiO2 photocatalysts
SAMET SEVİNÇ