The synthesis of titanium dioxide photocatalysts by sol-gel method: The effect of hydrothermal treatment conditions and use of carbon nanotube template
Titanyum dioksit fotokatalizörlerin sol-jel yöntemi ile sentezi: Hidtrotermal işlem koşullarının ve karbon nanotüp kalıp kullanımının etkisi
- Tez No: 255087
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜRKAN KARAKAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 172
Özet
Bir yarı iletken olan titanyum dioksit (TiO2) heterojen fotokataliz gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Bu çalışmada hidrotermal işlem koşullarının ve karbon nanotüp kullanımının, sol-jel yöntemi ile sentezlenmiş titanyum dioksitin aktivitesi üzerine etkisi araştırılmıştır.Anataz parçacıkları, alkali koşullar altında hidrotermal işlem ile nanotüp ya da nanoplaka yapılı, katmanlı trititanat parçacıklarına dönüştürülmüştür. Nötr koşullar altında ardıl hidrotermal işlem de uygulanmış ve mezogözenekli parçacıklar, nanoyapılı, büyük ölçüde kristalize ve düzenli antaz parçacıklarına dönüştürülmüştür. Hidrotermal işleme tabi tutulmuş örneklerin fotokatalitik aktiviteleri güneş ışıldaması altında Escherichia coli üzerinde denenmiştir. Sonuçlar, alkali koşullar altında hidrotermal işlemin fotokatalitik aktiviteyi geliştirdiğini göstermiştir. Ancak, büyük ölçüde kristalize olmasına rağmen ardıl işlemden sonra, anatazın aktif (101) yüzeyinin dehidrasyonu sebebiyle kısıtlı aktivite elde edilmiştir. Yine de, TiO2'nin başlangıç inaktivasyon sabiti, güneş ışıldaması altındaki sulu ortamda, aktif sitelerin rejenerasyonundan sonra 0.6'dan 2.9 s-1'e yükselmiştir.Yüzey alanını ve aktiviteyi geliştirmek için, TiO2'nin sentezi sırasında çoklu duvarlı karbon nanotüplerden faydalanılmıştır. Kalsinasyon koşullarının ve sodyum, demir ve kobalt varlığının fotokatalitik aktivite üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Bu örnekler için fotokatalitik aktiviteler, UV ışıldaması altında metilen mavisi çözeltisi ile test edilmiştir. KNT'nin kullanımının hem yüzey alanını hem de aktiviteyi geliştirdiği gözlemlenmiştir. KNT içeriği en yüksek olan bileşimler, yük geri birleşimini geciktirme özelliği sebebiyle daha iyi aktiviteye sahip olmuştur. Saf TiO2`nin başlangıç bozunma sabiti 0.8 s-1 iken, sodyum katısı ile en iyi değer olan 1.9 s-1`e ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Titanium dioxide (TiO2), a semiconductor, has been used in many areas like heterogeneous photocatalysis. In the present study, the effect of hydrothermal treatment conditions and the use of carbon nanotubes on the photocatalytic activity of sol-gel synthesized titanium dioxide were examined.The anatase particles were transformed into layered trititanate particles with either nanotube or nanoplate structure by hydrothermal treatment under the alkaline conditions. Post hydrothermal treatment under neutral conditions was also applied and mesoporous particles were transformed into nanostructured, highly crystalline and ordered anatase particles. Photocatalytic activities of hydrothermally treated samples were determined against Escherichia coli under solar irradiation. Results showed that hydrothermal treatment under alkaline conditions improved the photocatalytic activity. However, although being highly crystalline, after post treatment, a limited activity was obtained because of dehydration of active (101) face of anatase. Nevertheless, TiO2?s initial inactivation constant rose from 0.6 to 2.9 hr-1 after regeneration of active sites in aqueous medium under solar irradiation.In order to enhance the surface area and improve activity, multi-walled carbon nanotubes were utilized during the synthesis of TiO2. The effect of calcination conditions and presence of sodium, iron and cobalt on the photocatalytic activity were also studied. For these samples, photocatalytic activities were tested with methylene blue solution under UV irradiation. It was observed that the utilization of CNTs enhanced both the surface area and the activity. Compositions with highest CNT content had better activities for their ability to delay charge recombination. While pure TiO2`s initial decomposition constant was 0.8 hr-1, with sodium doping the best value of 1.9 hr-1 was achieved.
Benzer Tezler
- Titanyum dioksit nanopartiküllerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of titanium dioxide nanoparticles
UMUT ŞAFAK ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİME ÇITAK
- Synthesis and catalytic applications of metal oxide based materials in particulate form
Partikül formunda metal oksit bazlı malzemelerin sentezi ve katalitik uygulamaları
KADRİYE ÖZLEM HAMALOĞLU
Doktora
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- Grafen katkılı nanokompozit fotokatalizörlerin üretimi, karakterizasyonu, termal, fotokatalitik, antibakteriyel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production and characterization of graphane doped nanocomposite photocatalyst, investigation of their thermal, antibacterial, photocatalytic activities and mechanical properties
DERYA BİRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA TEKİN
- Nano titanyum dioksit sentezi ve çeşitli nano iyonlarla doplama yapılarak fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
Nano titanium dioxide synthesis and investigation of its photocatalytic properties by doping with various nano ions
AHMET BEKTAŞ
Doktora
Türkçe
2020
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULVİ AVCIATA
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN AVCIATA
- Nano tozların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of nano powders
OĞUZHAN AVCIATA
Doktora
Türkçe
2009
Bilim ve TeknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMALETTİN YAMAN