Pt katkılı ve nanotüp yapılı TiO2 fotoanotların hazırlanması ve polar pestisitlerin fotoelektrokatalitik bozundurulmasında kullanımı
Photoelectrocatalytic degradation of polar pesticides by Pt loaded nanotubes structure of TiO2 photoanodes
- Tez No: 501607
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LEVENT ÖZCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Bu tez çalışmasında, Ti yüzeyinde nanotüp yapıda TiO2'ler hidrojen florür (Ti/TiO2NTHF) ve etilen glikol ortamlarında (Ti/TiO2NTEG) farklı anodik yükseltgenme süreleri ve yakma sıcaklıkları için üretilmiştir. Ayrıca dönüşümlü voltametri yöntemi ile Pt katkılı Ti/TiO2NTEG fotoanotları da farklı döngü sayıları için üretilmiş ve en aktif Ti/TiO2NTEG fotoanodu için optimum Pt katkılama miktarı belirlenmiştir. Üretilen fotoanotlar XRD, SEM-EDX ve fotoakım yöntemleri ile karakterize edilmiştir. XRD analizlerden TiO2'lerin neredeyse tamamının anataz fazında oldukları belirlenmiştir. SEM analizlerinden nanotüplerin ve yüzeyindeki Pt nanoparçacıklarının homojene yakın düzende oldukları belirlenmiştir. En uzun nanotüpler etilen glikol ortamında elde edilebilmiş ve anodik yükseltgenme süresi ile tüp uzunluğu artış göstermiştir. Bunun yanında nanotüp uzunluğu ile XRD pik şiddetinde doğrusal bir ilişki bulunmuştur. Ayrıca nanotüp yüzeyindeki Pt nanoparçacıklarının kübik yapıda olduğu XRD ve SEM-EDX analizlerinden belirlenmiştir. Ti/TiO2NTEG fotoanotlarının fotoakım değerleri Ti/TiO2NTHF'lerden daha yüksek bulunmuştur. Buna ilaveten, katkılanan Pt miktarının artışı ile fotoanotun akım şiddeti düzenli olarak düşüş göstermiştir. Hazırlanan fotoanotlar ile en yaygın kullanılan polar pestisitlerden parakuat ve dikuatın ilk kez fotoelektrokatalitik bozundurulmaları gerçekleştirilmiştir. Pestisitler 3 saat reaksiyon süresi sonunda tamamen (%100 dönüşüm) bozundurulmuştur. Aynı zamanda karşılaştırma amaçlı bu moleküllerin elektrokatalitik ve fotokatalitik bozundurulmaları da incelenmiş ancak daha düşük aktivite gözlenmiştir. Özellikle elektrokatalitik olarak neredeyse hiç aktivite görülmemiştir (%1 dönüşüm). Bu durum, geliştirilen fotoanotların fotoelektrokatalitik aktivite için sinerjik bir etki gösterdiğini kanıtlamaktadır. Dikuat pestisidi, parakuattan fotokatalitik ve fotoelektrokatalitik olarak daha hızlı bozundurulmuştur. Fotoelektrokatalitik bozundurmada en yüksek aktivite etilen glikol ortamında 3 saat anodik yükseltgenme süresinde hazırlanmış ve 500 °C sıcaklığında yakılarak 4 döngü ile Pt katkılanmış nanotüp yapılı TiO2 fotoanot ile elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis nanotube structured TiO2's on Ti surface were prepared in hydrogen fluoride (Ti/TiO2NTHF) and ethylene glycol (Ti/TiO2NTEG) medium by different anodic oxidation times and calcination temperatures. Additionally, Pt loaded Ti/TiO2NTEG photoanodes were also prepared by cyclic voltammetry method for different cycles and the optimum loaded Pt amount was determined for the most active Ti/TiO2NTEG photoanode. These photoanodes were characterized by using XRD, SEM-EDX, and photocurrent methods. XRD studies showed that almost all TiO2's are in anatase phase. SEM analyses show that nanotubes and Pt nanoparticles on nanotube surface dispersed almost homogeneously. The longest nanotubes were obtained in the ethylene glycol medium and the nanotube length increased by increasing applied anodic oxidation time. In addition, it was found a linear correlation between nanotube length and XRD peak intensity. Moreover SEM-EDX and XRD analyses evidence that Pt nanoparticles on nanotube surface are in cubic structure. Additionally, photocurrent values of Ti/TiO2NTEG photoanode are higher than that of Ti/TiO2NTHF. By increasing loaded Pt amount on Ti/TiO2NTEG photoanode, photocurrent values decreases linearly. The first photoelectrocatalytic degradation of paraquat and diquat, most commonly used polar pesticides, were performed by the prepared photoanodes. The pesticides were completely degraded (100% conversion) for 3h reaction time. Moreover electrocatalytic and photocatalytic degradation of the pesticides were also investigated for comparison, however lower activities were observed. Especially almost no activity (1% conversion) was obtained for electrocatalytic degradation of pesticides. These results are evidence that the photoanodes show a synergy for PEC activity. In addition activity results show that photoelectrocatalytic and photocatalytic degradation of diquat is faster than that of paraquat. The highest photoelectrocatalytic degradation activity was obtained by using nanotube structured TiO2, prepared in ethylene glycol medium by anodic oxidation for 3 hours and calcinated at 500 oC and then Pt loaded with 4 cycles (Ti/TiO2NTEG-3h-500-Pt-4d).
Benzer Tezler
- Pt katkılı nanotüp yapılı TiO2 elektrotlar ile 5- (hidroksimetil)-2-furaldehitin sulu ortamda seçici Fotoelektrokatalitik yükseltgenmesi
selective photoelectrocatalytic oxidation of 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde in water by Pt loaded nanotube structure of TiO2 electrodes
PINAR AK
- Boya duyarlı güneş pillerinde makro halkalı tetra pirollerin etkisi
The effect of macrocyclic tetrapyrroles on the dye sensitizied solar cells
OSMAN GÜRBÜZ
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA OKUTAN
- Metal yüklenmiş karbon nanotüplerin NO sensörü olarak kullanılabilirliğinin yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesi
A density functional theory (DFT) study of metal doped carbon nanotubes as NO sensor
SELİN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FERDİ FELLAH
- Yakıt hücreleri için karbon temelli nanokatalizörlerin üretimi, karakterizasyonu ve performans analizleri
Carbon based nanocatalyst production, characterization and performance analysis for fuel cell
SEDA NUR EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriNecmettin Erbakan ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYTEKİN UZUNOĞLU
- Kadmiyum oksit yapılı nano malzemelerin sol jel metoduyla oluşturulması ve karakterizasyonu
Synthesized and characterization Cadmium oxide structured nanoparticles with sol gel technique
KEZBAN ARIK