Structural and electronic investigation of Li2O-TiO2 system
Li2O-TiO2 sisteminin yapısal ve elektronik incelemesi
- Tez No: 444535
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
TiO2 -anataz, enerji uygulamaları açısından, DSSC gibi, önemli bir malzemedir. Yapılan çalışmalarda, Li-katkılandırmasının DSSC'nin verimini arttırdığı görülmüştür. Ne var ki, Li iyonunun TiO2 içinde/üzerinde oturma mekanizmaları ve Li-kaldırma miktarı hala kesinlik kazanmamıştır. Bunun ana sebebi, Li-iyonunun tespit edilmesindeki zorluktur. Daha önceki çalışmalarda, ya nanoparçacıklarda kaçınılmaz olarak hatalı sonuç veren yığın teknikleri ya da tekil parçacıklar üzerinde analiz yapmaya izin vermeyen yüzey teknikleri kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, TiO2'in kristal yapısı ile Li arasındaki etkileşime Li2O-TiO2 sistemini inceleyerek ışık tutmaktır. Li'un anataz içindeki çözünürlük sınırının bulunabilmesi için, TiO2 sol-jel ve katı hal yöntemleriyle katkılandırılmıştır. Safsızlığın boyutunun ve yükünün etkisinin anlaşılabilmesi için, TiO2 sırasıyla K ve N bile de katkılandırılmıştır. Li ve K'un çözünürlük sınırlarının tayini için, ardışık yıkama yöntemi ICP-OES sistemi ile Nb'un çözünürlük sınırının belirlenmesi için ise EDXS ile eşleştirilmiştir. Safsızlıkların Kristal yapı ve Kristal simetrisi üzerindeki etkilerinin belirlenebilmesi için sırasıyla XRD ve Raman Spektroskopisi kullanılmıştır. Katkılandırmadan kaynaklanan elektronik yapı değişiklikleri, UV-Görünür bölge spektroskopisi ve EELS kullanılarak takip edilmiştir. Li'un TiO2 içerisindeki düşük çözünürlüğü nedeniyle, faz diyagramındaki bileşikleri imza sinyalleri olarak kullanma mecburiyeti doğmuştur. Bu amaçla, farklı Li:Ti oranına ve kristal yapılara sahip bileşiklerden, Li-K, Ti-L2,3 and O-K eşikleri toplanarak, parmak izi bankası oluşturulmuştur. O-K eşiğinin Kristal/elektronik yapıdaki değişikliklere en duyarlı eşik olduğu gözlemlenmiştir. Çalışmalarımız sonunda görülmüştür ki, katkılandırılan Li'un büyük bir kısmı yüzeylerde kalmakta, yapıya giren Li miktarı katyonca%0.7 ile sınırlı kalmaktadır.
Özet (Çeviri)
TiO2-anatase is a material of importance for energy applications, such as DSSC. It was observed that the efficiency of DSSC increases with Li-doping. However, incorporation mechanism of Li into/onto TiO2 and the extent of Li-uptake still remain unclear, mostly due to the difficulty of detecting Li. Previous studies utilized techniques, which do not allow analysis on individual particles. The scope of this study is to elucidate the interaction of TiO2 crystal structure with Li by investigating the Li2O-TiO2 system. Doping experiments were performed to find the solubility limit of Li in anatase by solid-state and sol-gel techniques. TiO2 was also doped with two different model cations, K and Nb to see the effect of size and charge of dopant, respectively. A successive-surface-etching technique was coupled to ICP-OES to determine the solubility limits of Li and K or EDX for that of Nb in TiO2. The effects of dopants on the crystal-structure and crystal-symmetry were followed by XRD and Raman Spectroscopy, respectively. Electronic structure modifications upon doping were followed by UV-Visible spectroscopy and EELS. The low solubility of Li compelled to use the compounds in the phase diagram as signature signals for EELS investigations. Li-K, Ti-L2,3 and O-K edges of compounds with different Li:Ti ratios/crystal structures were determined as fingerprints. It was observed that O-K edge is the most sensitive to the alterations in the crystal/electronic structure. Our experimental results showed that Li is mostly accommodated at the surfaces of nanoparticles. The Li-uptake of crystal structure is limited to 0.7cation%.
Benzer Tezler
- Li2O - ZnO - Al2O3 camlarının kontrollü kristalizasyonu ve cam seramiklerin karakterizasyonu
The Controlled crystallization of Li2O - ZnO - Al2O3 - SiO2 glasses and the characterization of glass ceramics
ENGİN MAYTALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Termik santrallerin döner tip hava ısıtıcılarında kullanılan ısı değiştirici plakalar için emaye kaplama optimizasyonu
Optimization of enamel coatings on heat exchanger plates used in rotary air preheaters of thermal power plants
ERDEM GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Tellürit sistemlerin camlaşma davranışlarının,cam özelliklerinin ve termokromik davranışlarının incelenmesi
Investigation of glass formation behavior, glass properties and thermochromic behavior of tellurite systems
MİRAY ÇELİKBİLEK
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
- Investigation of up-conversion luminescence properties of holmium, thulium and ytterbium ions triply-doped tellurite glasses
Holmiyum, tulyum ve iterbiyum üçlü katkılı tellürit camların üst enerji dönüşüm lüminesans özelliklerinin incelenmesi
NAJI VAHEDIGHAREHCHOPOGH
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİRAY ÇELİKBİLEK ERSUNDU
- Vanadyum pentoksit katkılı camların karakterizasyonu ve radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of vanadium pentoxide added glass characterization and radiation armor properties
MEDENİ BAHŞİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF KAVUN