Katkılı-katkısız TiO2 nanoyapıların üretimi, fiziksel ve gaz algılama yöntemlerinin incelenmesi
Fabrication of undoped-doped TiO2 nanostructures and investigation of their physical and gas sensing properties
- Tez No: 388301
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: TiO2, Nanotüp, Nanotel, Nanoçubuk, Anodizasyon, Hidrotermal, Katkılama, Gaz Sensörleri, TiO2, Nanotube, Nanowire, Nanorod, Anodization, Hydrothermal, Doping, Gas Sensors
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı yöntemlerle üretilmiş katkılı- katkısız titanyum dioksit (TiO2) nanoyapıların, çeşitli ortam gazlarına karşı olan duyarlılıkları test edilmiştir. Gaz algılama özelliklerini geliştirmek için nano boyutta sentezlenen TiO2 yapılar, çeşitli malzemeler ile katkılanmıştır. TiO2 nanoyapılar; anodizasyon, kimyasal buhar depozisyon (CVD) veya hidrotermal yöntem yardımıyla nanotüp, nanotel ve nanoçubuk yapısında sentezlenmiştir. Üretilen TiO2 nanoyapılar Paladyum (Pd), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Karbon (C) gibi maddeler ile katodizasyon, kimyasal buhar depozisyon (CVD) veya hidrotermal yöntem yardımıyla katkılandırılmıştır. Yapısal karakterizasyon işlemlerinde taramalı elektron mikroskobu (SEM), X ışınları kırınımı (XRD), enerji dağılım X ışını (EDX) ve X ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) yöntemleri kullanılmıştır. Bu yapıların elektriksel karakterizasyon işlemleri ve gaz algılama özellikleri, özel olarak tasarlanan ölçüm sisteminde sıcaklığın, gaz konsantrasyonlarının ve uygulanan potansiyelin fonksiyonu olarak incelenmiştir. TiO2 nanoyapılar yüksek çalışma sıcaklıklara rağmen düşük gaz algılama özellikleri gösterirken, katkılama sayesinde düşük sıcaklıklarda da algılayabilme özelliğine sahip olmuştur. Özellikle, Pd' un TiO2' ye katkılandırılması ile H2 gazına daha duyarlı sensörler imal edilmiştir. TiO2 nanoteller için 200o C' de H2 gazına olan duyarlılık, katkısız olana kıyasla 4 katlık bir artış göstermiştir. TiO2 nanoçubuklar için ise bu değer 250 kat olarak hesaplanmıştır. Pd katkısı ile VOC gazlarına karşı da duyarlı sensörler imal edilmiştir. İzopropanol gazına karşı olan duyarlılık bu grup ölçümlerin başında gelmektedir. Bunun sebebi, yapıya en fazla elektron transferini sağlayan gaz olmasındandır. Ni ve Co elementlerinin katkılanması ile de H2 gazına seçici sensörler imal edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, undoped-doped TiO2 nanostructures produced with different methodswere tested for sensing properties to various media gases. Synthesized nano-sized TiO2 structures were doped with different metals to improve gas sesnsing properties. TiO2 nanostructures were synthesized by anodization, chemical vapor deposition (CVD) and hydrothermal techqniques in the form of nanotubes, nanowires and nanorods. Produced TiO2 nanostructures were doped with Palladium (Pd), Cobalt (Co), Nickel (Ni) and Carbon (C) using cathodization, chemical vapor deposition (CVD) and hydrothermal techqniques. TiO2 nanomaterials were characterized with scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) techniques. Electrical characterization and gas sensing properties of these structures were investigated in specially desingned measuring system depending on temperature, gas concentrations and application potentials. Although TiO2 nanomaterials show low sensing properties at high working temperature, they have high sensing properties even at low temperatures after doping process. Especially, after Pd doping, more sensitive sensors to H2 were obtained. H2 sensing of Pd doped TiO2 nanowires at 200 oC increased for 4 times than that of undoped TiO2 nanowires. This increment for TiO2 nanorods was measured as almost 250 times. Besides the sensitive sensors against VOC gases were also obtained. The best sensor response was measured for isopropanol gas which transferred the most electrons to the sensor. The selective sensors to H2 also were obtained after Ni and Co doping.
Benzer Tezler
- Gümüş ve nikel katkılı çinko oksit (ZnO) nanoçubukların üretimi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının araştırılması
Fabrication, characterization and investigation of application areas of silver and nickel doped zinc oxide (ZnO) nanorods
HATİCE ADIGÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECMETTİN KILINÇ
- Synthesis of TiO2 nanorods by hydrothermal method and their opto-electronic device applications
TiO2 nanoçubukların hidrotermal yöntemiyle sentezi ve opto-elektronik aygıt uygulamaları
ÖZGE GÜLLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
- Katkılı ve katkısız TİO2 nanotellerin üretilmesi ve gaz algılama özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of doped and undoped TİO2 nanowi̇res and investigation of gas sensing properties
ASUMAN CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
- Bazı oksit ve ııı-v yarıiletken mikro ve nano yapıların yüzey fiziği özelliklerinin incelenmesi
Investigation of surface physics properties of some oxide and iii-v semiconductor micro and nanostructures
SERKAN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN TÜZEMEN
- Fabrication and characterization of dye-sensitized solar cells based on hybrid photoanodes consisting of Zr-doped ZnO nanorods and TiO2 nanoparticles
Zr katkılı ZnO nanoçubuklar ve TiO2 nanopartiküllerden oluşan hibrit fotoanotlara dayalı boya duyarlı güneş pillerinin üretilmesi ve karakterizasyonu
ZİKREDDİN KEREM YILDIZ
Doktora
İngilizce
2022
EnerjiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERAFETTİN EREL