Metal katkılı grafen oksit kompozitlerin katalitik uygulamaları
Catalytic applications of metal reinforced graphene oxide composites
- Tez No: 1016349
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ERSÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, su kaynaklarındaki organik kirliliğin giderimi amacıyla yüksek verimli bakır katkılı indirgenmiş grafen oksit (Cu-rGO) nanokompozit fotokatalizörü ve türevleri başarıyla sentezlenmiş ve bu malzemelerin hem yapay UV ışık hem de doğal güneş ışığı altındaki performansları kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Sentez süreci, grafen oksitin (GO) mekanokimyasal yöntemlerle indirgenerek rGO'ya dönüştürülmesini ve bakır (Cu) nanopartiküllerinin bu yapı üzerine homojen bir şekilde entegre edilmesini içermektedir. Karakterizasyon aşamasında gerçekleştirilen Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) analizleri; bakırın rGO iskeleti üzerinde homojen bir şekilde dağıldığını, indirgenme işlemi sonucunda yapıdaki karbon oranının belirgin şekilde arttığını ve oksijenli fonksiyonel grupların moleküler düzeyde kararlı bir şekilde uzaklaştırıldığını doğrulamıştır. Fotokatalitik deneylerde model kirletici olarak metilen mavisi (MB) ve dirençli bir pestisit olan İmidacloprid kullanılmıştır. Elde edilen bulgular, Cu-rGO nanokompozitinin UV ışık altında 300 dakika sonunda %98'in üzerinde bir giderim verimi sergileyerek saf rGO ve Cu-GO örneklerine göre çok daha üstün bir performans sunduğunu ortaya koymuştur. Bu olağanüstü performans artışı, rGO'nun yüksek iletkenliği ile bakırın“elektron tuzağı”görevi görerek yük taşıyıcıların yeniden birleşmesini engellemesi arasındaki sinerjik etkileşime dayandırılmıştır. Ayrıca, malzemenin doğal güneş ışığı altında da oldukça yüksek bir verimle çalışabilmesi, ekonomik ve sürdürülebilir çevre teknolojileri için büyük bir potansiyel sunduğunu göstermiştir. Yapılan stabilite testleri sonucunda, Cu-rGO'nun tekrarlanan kullanımlarda dahi yapısal kararlılığını koruduğu ve gerçek atıksu arıtım sistemlerinde kullanılabilir, yenilikçi ve çevre dostu bir fotokatalizör olduğu sonucuna varılmıştır. Öte yandan, dirençli bir kirletici olan İmidacloprid molekülü üzerinde gerçekleştirilen testlerde malzemenin katalitik aktivitesinin sınırlı kaldığı ve bu spesifik pestisit için hedeflenen yüksek arıtım verimlerine ulaşılamadığı saptanmıştır
Özet (Çeviri)
In this thesis, high-performance copper-doped reduced graphene oxide (Cu-rGO) nanocomposite photocatalysts were successfully synthesized for the removal of organic pollutants from water resources, and their performances under both artificial UV light and natural sunlight were comprehensively investigated. The synthesis process involves the mechanochemical reduction of graphene oxide (GO) into rGO and the homogeneous integration of copper (Cu) nanoparticles onto this framework. Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analyses conducted during the characterization phase proved that copper was uniformly distributed on the rGO skeleton, the carbon ratio increased significantly following the reduction process, and the oxygen-containing functional groups were effectively removed at the molecular level. Methylene Blue (MB) and a resistant pesticide, Imidacloprid, were used as model pollutants in photocatalytic experiments. The findings revealed that the Cu-rGO nanocomposite exhibited a remarkable removal efficiency of over 98% after 300 minutes under UV light, offering a much superior performance compared to pure rGO and Cu-GO samples. This exceptional performance enhancement was attributed to the synergistic interaction between the high conductivity of rGO and the role of copper as an“electron trap,”preventing the recombination of charge carriers. Furthermore, the ability of the material to operate with high efficiency under natural sunlight demonstrated its great potential for economical and sustainable environmental technologies. Stability tests concluded that Cu-rGO maintains its structural stability even in repeated uses, making it an innovative and eco-friendly photocatalyst suitable for real wastewater treatment systems. On the other hand, tests conducted on the Imdacloprid molecule, which is a resistant pollutant, revealed that the catalytic activity of the material remained limited, and the targeted high removal efficiencies could not be achieved for this specific pesticide
Benzer Tezler
- (S)-2-alkiloksipropil kiral üniteli 4-siyanoresorsinol türevi simetrik olmayan muz şekilli sıvı kristaller ve modifiye nanopartikül katkılı kompozitleri
4-cyanoresorcinol derivative non-symmetric banana shaped liquid crystals with (S)-2- alkyloxypropyl chiral unit and their modified nanoparticle doped composites
BÜŞRA YILDIZ ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2025
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE OCAK GÜMRÜKÇÜ
PROF. DR. DEMET KARACA BALTA
- Investigation of thermal and mechanical properties of graphene oxide and reduced graphene oxide reinforced polypropylene composites
Grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksit katkılı polipropilen kompozitlerin termal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
CEMİLE GÜRER
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
- Grafen oksit ve bitkisel yağ bazlı poliüretandan elde edilen kompozitlerin kaplama performanslarının incelenmesi
Investigation of coating performances of composites obtained from graphene oxide and vegetable oil based polyurethanes
BERİL OĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
- Production and optimization of tungsten oxide - graphene oxide composites for photocatalytic applications
Fotokatalitik uygulamalar için tungsten oksit - grafenoksit kompozitlerin üretimi ve optimizasyonu
KÜRŞAT KANBUR
Doktora
İngilizce
2025
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. IŞIL BİRLİK
- Heteroatom katkili grafen içeren nanokompozitlerin enerji depolama performanslarının incelenmesi
Investigation of the energy storage performances of heteroatom doped graphene containing nanocomposites
HASAN ALTINIŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY YILDIZ