Geri Dön

Boron doped titanium dioxide nanotube arrays: Production, characterization and photocatalytic properties

Bor katkılı titanyum dioksit nanotüp yapılar: Üretim, karakterizasyon ve fotokatalitik özellikler

  1. Tez No: 459014
  2. Yazar: KÜBRA BİLGİN
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. MUSTAFA EROL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 82

Özet

Yaşam kaynağı olan su, toprak ve havanın içeriğine karışan zehirli organic bileşiklerin yarıiletken malzemeler varlığında fotokatalitik parçalanması ve mineralizasyonu son yıllarda çok ilgi görmüştür ve görmeye devam etmektedir. Yarı iletkenlerin elektronik yapısı elektron bant yapısı ile yani elektronca dolu valans bant ve boş iletim bant ile tanımlanır. Bir yarı iletken yeterli ışığa maruz bırakıldığında valans bantta bulunan elektron enerji kazanır ve valans bandında boşluk oluşarak elektron iletim bandına uyarılır. Bu elektron ve boşluklar yarı iletken yüzeyinde redoks reaksiyonlarını başlatabilir derecede iyi indirgeyici ve güçlü oksitleyici görevi görürler. Yüksek verim, kimyasal kararlılık ve toksik olmayan özelliklere sahip titanyum dioksit bir yarı iletken olarak en umut vaat edici fotokatalizördür. Bu nedenle bu çalışmada, geniş yüzey alanı oluşturma imkanı sağlayan anotlama yöntemi ile titanyum dioksit nanotüp yüzeyler üretilmiştir. Titanyum dioksit (TiO2) geniş bir bant aralığına sahiptir (3.2-3.6 eV) ve bu bant aralığı titanyum dioksidin ultra-viole (UV) ışık altında fotokatalitik etkinlik göstermesine olanak sağlamaktadır. Güneş enerjisi sadece % 5 oranında UV ışık ve % 45 oranında görünür ışık içermektedir. Buna bağlı olarak, titanyum dioksidin UV bölgedeki etkinliğinin görünür spektral aralığa kaydırılmasının fotokatalitik reaksiyonlarda güneş enerjisinin verimli kullanımı konusunda olumlu etkisi olacaktır. Görünür ışıkta aktif fotokatalizör geliştirilmesine yönelik bir çok çalışma mevcuttur. Bu çalışmanın amacı titanyum dioksidin bant aralığını düşürmek için bor (B) katkılandırması yapmaktır. Katkısız ve bor katkılı titanyum dioksit nanotüp yüzeyler saf titanyum üzerinde üretilmiştir ve kararlı nanotüp üretimi anotlama prosesiyle gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal anotlama işlemi sonrası oluşan amorf yapıdan kararlı anataz kristal fazına dönüşümü sağlamak için ısıl işlem uygulanmıştır. Numunelerin karakterizasyonu X-ışını kırınımı (XRD),dağılan yansıma absorbsiyon spektroskopi (DRS), atomic kuvvet mikroskobu (AFM) ve taramalı elektron mikroskobu/enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (SEM/EDS) analiz cihazları ile yapılmıştır. Son olarak fotokatalitik etkinlik UV ışık altında test edilip, fotokatalitik parçalanma UV-Görünür spektrometre cihazı ile saptanmıştır.

Özet (Çeviri)

Photocatalytic degradation and complete mineralization of toxic organic compounds in water, soil, and air in the presence of semiconductor materials have received much attention over the last decades. Electronic structure of semiconductors is characterized by a filled valence band and an empty conduction band. When the semiconductor is irradiated with light of sufficient energy corresponding to or exceeding its band gap, an electron is promoted into the conduction band, leaving a hole in the valence band. The electrons and holes are good reductants and powerful oxidants, respectively, and they can initiate redox reactions on the semiconductor surface. Titanium dioxide (TiO2) as a semiconductor is considered the most promising photocatalyst due to its high efficiency, chemical stability and non-toxicity. Due to the fact that in this study, titanium dioxide nanotube arrays fabricated by potentiostatic anodization of titanium that offers a large internal surface area. TiO2 nanotube arrays have been found to possess outstanding charge transport and carrier lifetime properties enabling a variety of advanced applications, including their usage as sensors, dye sensitized solar cells, hydrogen generators, photocatalysts, and super capacitors. However, the use of TiO2 is restricted by its wide band gap (3.2-3.6 eV), which requires ultraviolet irradiation for photocatalytic activation (λ

Benzer Tezler

  1. Çinko oksit (ZnO) ve titanyum dioksit (TiO2) nanotüplerin hava filtrasyonunda nanomalzeme olarak kullanılmasının araştırılması

    Investigation of nano materials zinc oxide and titania used as a cleaner in the air filtration

    MÜCAHİD ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİGEN KAYA

  2. Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu

    Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes

    ŞEYMA DUMAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL

  3. Sol-jel yöntemi ile katkılı ve katkısız titanyum dioksit tozlarının sentezlenmesi

    The synthesis of doped and non-doped titanium dioxide powders by sol-gel method

    EMRE BANAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT ERCAN AÇMA

  4. Farklı sıcaklıklarda üretilen katkılı ve katkısız titanyum dioksit'in kristal yapılarının ve özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of crystal structures and properties of doped and undoped titanium dioxide produced at different temperatures

    CEMRE SÜZGÜN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET BURÇİN PİŞKİN

  5. Synthesis of boron and zirconium co-doped titanium dioxide nanopowders by sol-gel technique

    Bor ve zirkonyum katkılanmış titanyum dioksit nanotozların sol-jel tekniğiyle sentezi

    LÜTFİ AĞARTAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH ÖZTÜRK

    DOÇ. DR. JONGEE PARK