Preparation and characterization of titania based powders and suspensions for photocatalytic applications
Titan bazlı tozlar ve asıltıların fotokatalitik uygulamalara yönelik hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 405182
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 240
Özet
Günümüzde ağırlıklı olarak sürdürülebilir olmayan fosil yakıtlara dayanan ve artan enerji ihtiyacının neden olduğu olumsuz etkiler ve bunların yarattığı kaygılar insanlığı er ya da geç sürdürülebilir temiz enerji kaynaklarına yöneltecektir. Hem küresel CO2 miktarını azaltan ve hem de yenilenebilir yakıt üretimini sağlayan yapay fotosentez önemli bir seçenek oluşturmaktadır. Fotokatalitik süreçler çevresel sorunların çözümüne ve yenilenebilir enerji üretimine önemli katkılar yapacaktır. Titanya bazlı fotokatalitik malzemeler kimyasal ve optik özelliklerinden ötürü yapay fotosentez uygulamalarında en yaygın kullanılan malzemelerdendir. Son yıllardaki araştırmalar nadir toprak elementi (NTE) katkılarının titanya fazlarını güneş ışınlarını görünür bölgede daha verimli kullanır hale getirebileceği yönünde önemli bulgular içermektedir. Bu tezde ağırlıklı olarak sol-jel temelli teknikler kullanılarak nadir toprak elementlerinin katkı düzeyleri ve ısıl işlem sıcaklığının titanya tozlarının mikroyapısal evrimine, optik özelliklerine ve fotokatalitik su parçalama/CO2 indirgeme aktivitelerine etkisi araştırılmıştır. Bu tezin sonuçları NTE iyonlarının ayrı bir oksit fazı olarak yapıda yer aldığını veya TiO2 kafes boşluklarına yerleştiğine ve düşük iyonik çaplı NTE iyonlarının NTE2Ti2O7 fazlarını oluşturabildiğine işaret etmektedir. Fotokatalitik süreçlerde yüzey alanı, kristalinite, ışık soğurma, oksijen boşlukları ve yapısal hataların aktivitede önemli rol oynadığı bu proje kapsamında yapılan deneylerle ortaya çıkmıştır. NTE katkısının TiO2'in yapay fotosentez aktivitesini olumlu yönde etkilediği saptanmıştır. Bu tez çalışmasının sonuçları düşük katkı düzeyleri ve 700oC dolayında ısıl işleme tabi tutulan tozların H2 üretimini ve CO/CH4 üretimini önemli ölçüde artırdığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Growing environmental concerns related to the extensive use of nonsustainable fossil fuels and increasing energy demand will force mankind, sooner or later, to tap into clean and sustainable sources of energy and artificial photosynthesis is being considered as a promising prospect for this concern. Photocatalysis is expected to make a great contribution to solutions for environmental problems and renewable energy generation. Titania based photocatalytic materials are one of the widely used materials in artificial photosynthesis research due to their unique chemical and optical properties. Recent research have shown that rare earth element (REE) doping improves the photocatalytic activity of TiO2 phases in the visible region. The effects of REE doping level and heat treatment temperature on the microstructure evolution, optical properties and the photocatalytic water splitting/CO2 photoreduction activities of mostly sol-gel derived titania powders were investigated in this thesis. The results of this thesis indicated that REE ions may enter the interstitial voids of TiO2 lattice or segregate on the grain boundaries of TiO2 as a separate phase and RE2Ti2O7 phases were formed for the REEs with relatively smaller ionic sizes. The experimental work conducted revealed the importance of surface area, crystallinity, light absorption, the presence of oxygen vacancies and structural defects in the efficiency of photocatalytic processes. Results have shown that REE doping improves the artificial photosynthesis activity of TiO2 at relatively low doping levels and 700oC heat treatment temperature as the production rate of H2 and CO/CH4 were significantly higher with REE doped TiO2 compared to pure TiO2.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of sterically and electrostatically stabilized TiO2 suspensions
Sterik ve elektrostatik olarak stabilize olmuş TiO2 suspansiyonların hazırlanması ve karakterizasyonu
AYHAN ULUÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- Fabrication and characterization of multilayer TiO2 membranes with hierarchically porous structure
Hiyerarşik gözenekli yapılı çok katmanlı TiO2 membranların üretimi ve karakterizasyonu
MERVE BULDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER
- Preparation and application of subnano ceramic filtration membranes for organic species removal from aqueous streams
Su bazlı karışımlardan organik yapıların ayrımına yönelik nanoaltı seramik filtrasyon membranlarının hazırlanması ve uygulanması
KAAN YALTRIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- Titanyum-silika fotokatalizörün hazırlanması,karakterizasyonu ve sanayi atık sularına uygulanması
Preparation and characterization of titanium-silica photocatalyst and application to the industrial wastewater
MERVE ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
KimyaKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYSEL ÇİMEN
- Preparation and characterization of metal oxide supported group 9b metal nanoparticles and their use as electrocatalysts in water splitting
Metal oksitlerle desteklenmiş grup 9b metal nanoparçacıklarının hazırlanması, tanımlanması ve elektrokimyasal katalizörler olarak suyun ayrışmasında kullanılması
MERVE AKBAYRAK
Doktora
İngilizce
2022
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET MUHTAR ÖNAL