Ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile üretilen TiO2 filmlerinin yapısal, optik, yüzey ve fotokatalitik özellikleri üzerine farklı ortamlarda tavlama işleminin etkisi
The effect of annealing in different atmospheres on the structural, optical, surface and photocatalytic properties of TiO2 films produced by ultrasonic spray pyrolysis technique
- Tez No: 496615
- Danışmanlar: PROF. DR. FERHUNDE ATAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Sürdürülebilir teknolojiler arasında TiO2 fotokatalizörleri; endüstriyel atıklardan kaynaklanan su, hava ve çevre kirliliği gibi sorunların giderilmesinde klasik yöntemlere alternatif olarak gelecek vaat eden malzemelerdir. Bu tez çalışmasında TiO2 filmi ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği kullanılarak 4005 C alttaş sıcaklığında üretilmiş ve oksijen, argon ve azot ortamlarında 550 C' de 3 saat tavlama işlemine tabi tutulmuştur. Tüm filmlerin yapısal, optik, yüzey ve fotokatalitik özellikleri ayrıntılı olarak incelenerek, farklı ortamlarda tavlama işleminin etkisi araştırılmıştır. Filmlerin yapısal özellikleri X-ışını kırınım desenleri ile incelenerek ham numunenin polikristal yapıda brukit fazında oluştuğu ve tavlama işlemi ile birlikte anatas fazlı (004) yönelimli TiO2 filmlerinin üretildiği belirlenmiştir. Filmlerin kalınlıkları ve bazı optik parametreleri spektroskopik elipsometri tekniği ile belirlenmiştir. Soğurma ve fotolüminesans spektrumlarından yararlanarak optik özellikleri incelenmiş ve indirekt optik bant aralıklarının görünür bölgeye kaydırıldığı ve yapıda oksijen boşluğu ve Ti+3 katyonlarının yüzey kusuru olarak oluştuğu saptanmıştır. Filmlerin yüzey özelliklerinin incelenmesinde taramalı elektron ve atomik kuvvet mikroskopları kullanılmıştır. TiO2 filmleri 30 dk ve 60 dk ışınlama süresince UV ışık kaynağı ile aydınlatılarak ve organik kirletici olan metilen mavisi kullanılarak fotokatalitik testler yapılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, TiO2 filmlerinin yapısal, optik ve yüzey özelliklerinin tavlama ortamına güçlü derecede bağlı olduğu ve en iyi fotokatalitik aktivitenin oksijen ve azot ortamında tavlama işlemi ile geçekleştirildiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Among sustainable technologies, TiO2 photocatalysts are promising materials and alternative to conventional methods that are being used for eliminating problems such as water, air and environmental pollution originating from industrial waste. In this thesis, TiO2 film has been produced at 4005 C substrate temperature using ultrasonic chemical spray pyrolysis technique and annealed at 550 C for 3 hours in oxygen, argon and nitrogen atmospheres. The structural, optical, surface and photocatalytic properties of all films have been examined in detail and the effects of annealing in different atmospheres have been investigated. Structural properties of the films have been investigated by X-ray diffraction patterns and it has been determined that the raw sample has been formed in the brookite phase in the polycrystalline structure. It has also been determined that (004) oriented TiO2 films with anatase phase have been produced after the annealing process. The thicknesses and some optical parameters of the films have been determined by spectroscopic ellipsometry technique. Optical properties have been investigated by absorption and photoluminescence spectra. It has been seen that indirect optical band gap values were shifted to the visible region and oxygen vacancy/Ti+3 cations has been formed as surface defects in the structure. Scanning electron and atomic force microscopes have been used to investigate the surface properties of the films. TiO2 films have been photocatalytically tested during 30 min and 60 min UV light irradiation using methylene blue as an organic contaminant. As a result of the investigations, it has been found that the structural, optical and surface properties of TiO2 films strongly depend on the annealing atmosphere and the best photocatalytic activity is achieved by annealing in oxygen and nitrogen atmospheres.
Benzer Tezler
- Ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile üretilen kobalt oksit filmlerinin fiziksel özellikleri
Physical properties of cobalt oxide films produced by ultrasonic spray pyrolysis technique
BANU ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İDRİS AKYÜZ
- Kimyasal püskürtme tekniği ile üretilen katkısız ve Ga katkılı ZnO bileşiklerinin yapısal,optiksel ve elektriksel özellikleri
The structural, optical and electrical properties of undoped and Ga doped ZnO compounds produced by chemical spray prolysis technique
SEDA UZKALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HURİYE SENEM AYDOĞU
- Kimyasal püskürtme tekniği ile üretilen katkısız ve Ga katkılı CdO bileşiklerinin yapısal, optiksel ve elektriksel özellikleri
The structural, optıcal and electrıcal propertıes of CdO and Ga doped CdO compounds produced by chemıcal spray prolysıs technıque
GÖKHAN ÇABUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENEM AYDOĞU
- Ultrasonik kimyasal püskürtme ile üretilen vanadyum oksit filmleri: Taban sıcaklığının etkisi
Vanadium oxide films grown by ultrasonic spray pyrolysis: Effect of substrate temperature
HASAN HAKAN BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VİLDAN BİLGİN
- Ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile elde edilen Cd1-XBxS filmlerinin bazı fiziksel ve yüzeysel özelliklerinin incelenmesi
Cd1-XBxS films obtained by spray pyrolysis technique:Determination of some physical and surface properties
ELİF CEYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SALİH KÖSE