Şekil ve boyut kontrollü Fe ve Co katkılı çinko oksit tozların fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of photocatalytic properties of shape and size controlled with Co AND Fe doped zinc oxide
- Tez No: 576188
- Danışmanlar: PROF. DR. ENDER SUVACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Çinko oksit (ZnO) güneş kremi içeriklerinde kullanılan mineral esaslı inorganik 2 adaydan biridir. Bununla birlikte ZnO toksik değildir ve UV absorblama potansiyeli yüksektir. Fakat fotokatalitik karakteristik sergiler ve ZnO boyutu nano boyuta doğru gidildikçe fotokatalitik aktivite artar. Güneş kremi kompozisyonlarında yer alan fotokatalitik malzemelerin UV ışınları ile arasındaki etkileşimden dolayı cilt üzerinde oluşan serbest radikalleri azaltmak önemlidir. Bu tez çalışmasında, grubumuz tarafından geliştirilen solvotermal yöntem ile sentezlenen şekil ve boyut kontrollü hekzagonal şekile sahip nano birincil tanelerden oluşan MicNo® ZnO plakaların Fe ve Co katkısı ile yapısal ve performans özelliklerindeki değişikliklerin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma bilimsel amaç bakımından i) Zn1-xMxO stokiometrisine sahip ağırlıkça %1, 2, 3 ve 4 Co katkılı ve ağırlıkça %0.5, 1, 1.5 ve 2 Fe katkılı MicNo® ZnO nanopartiküllerin sentezlenmesi sonucunda MicNo® ZnO yapısına etkilerinin araştırılması ve bu etkilerden özellikle optik özelliklerinden fotokatalitik aktivite davranışlarına odaklanılması, teknolojik amaç bakımından da ii) sentezlenen nanopartiküllerin optik uygulamalardan güneş kremleri içeriğinde belirli bir oranda yer alan fiziksel UV filtre olarak nano ve mikron boyutun avantajlarını birarada bulunduran MicNo® ZnO teknolojisinin nano birincil tanelerden oluşmasından kaynaklanabilecek olumsuz fotokatalitik aktivite etkileri azaltılarak farklı optik özelliklerde MicNo®ZnO ürünlerin geliştirilmesi olmak üzere 2 amaç üzerine yoğunlaşılmıştır. XRD analiz sonuçlarından %2'ye kadar Fe ve %4'e kadar Co katkılı ZnO tozların herhangi ikincil faz içermediği bulunmuştur. Rietveld analizi ve WD-XRF analizinden katkı elementlerinin ZnO kristal yapısına girdiği desteklenmiştir. SEM mikroyapılarından ve tane boyut analizinden ise Co ve Fe katkılamanın MicNo®ZnO şekil ve boyutunda herhangi bir değişikliğe neden olmadığı görülmüştür. Teknolojik amaç olarak belirlenen fotokatalitik aktivite UV-görünür spektrofotometre kullanılarak model kirletici olarak seçilen metilen mavisinin bozunumu ile belirlenmiştir. Referans MicNo®ZnO toz numunenin fotokatalitik aktivitesi %3 Co katkısı ile %85 oranında azaltılmıştır. %3 Co katkılı ZnO numunesinin tüm numunelerde en düşük değere sahip OH ve O2 serbest radikal üretme yeteneğine sahip olması ve böylelikle bu sonuçlar e- h+ rekombinasyonunda bir artışa neden olduğu XPS analizi ile açıklanmaya çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Zinc oxide (ZnO) is one of the mineral-based ingredient used in sunscreens. ZnO is non-toxic and exhibits high UV absorption; however, it exhibits high photocatalytic activity which increases when the particle size approaches nano scale. Therefore, it is crucial to reduce free radical formation during interaction of photocatalytic materials with UV rays in sunscreens. In this study, Fe- and Co-doped micron sized MicNo® ZnO hexagonal platelets composed of nano-primary particles with shape and dimension control are synthesized using a solvotermal technique developed by our group. The structural and functional properties of doped powders are also investigated. The scientific goal is to investigate the effects on Co- and Fe-doping on the structure of MicNo® ZnO with Zn1-xMxO stoichiometry using 1%, 2%, 3%, and 4% Co and 0.5%, 1%, 1.5% and 2% Fe-doping content by mass. Special emphasis is given for investigating photocatalytic activity of such powders from their optical characteristics. On the other hand, the technological goal is to reduce photocatalytic activity of MicNo® ZnO UV filters showing advantages of both nano and micron dimension. More specifically, the optical properties of MicNo® ZnO are tailored via doping to reduce the photocatalytic activity of primary nanoparticles. XRD analyses indicated that ZnO powders with doping levels up to 2% Fe or 4% Co did not exhibit any additional phase. Rietveld analysis and WD-XRF suggested that Fe and Co elements were successfully doped into ZnO lattice. SEM and particle size analysis confirmed that shape and size of MicNo®ZnO did not change considerably after doping. ~85% reduction in photocatalytic activity with respect to reference MicNo®ZnO powder was achieved by 3% Co doping which was attributed to reduced OH and O2 free radical concentration.
Benzer Tezler
- Microstructural and physical characterization of mechanically alloyed W-1 wt% Ni-x WB (x=0.5, 1.0, 2.0, 4.0) and W-1 wt% Ni-2 wt% WB-y La2O3 (y=0.5, 1) powders and sintered composites
Mekanik alaşımlanmış W-ağ.%1 Ni-ağ. % x WB (x=0.5, 1.0, 2.0, 4.0 ve W-ağ. 1% Ni-ağ. %2 WB-ağ. %yLa2O3 (y=0.5, 1) toz ve sinter kompozitlerin mikroyapısal ve fiziksel karakterizasyonu
DİDEM OVALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Zırhlı amfibik araçlarda süspansiyon sistemi alt kontrol kolu için ağırlık ve şekil optimizasyonu
Weight and shape optimization of armored amphibious vehicle suspension system lower control arm
UĞUR ÖZHAN DEMLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM ACAR
- Piridazinon-üre türevi yeni bileşiklerin sentezi ve biyolojik aktiviteleri üzerine çalışmalar
Studies on synthesis and biological activity of novel pyridazinon-urea derivatives
AROOJ BAKHT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEN BANOĞLU
- Design and optimization of variable stiffness composite structures modeled using Bézier curves
Bézier eğrileriyle modellenen değişken katılıklı kompozit yapıların tasarımı ve optimizasyonu
ONUR COŞKUN
Doktora
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- Farklı demir formlarının kadmiyum bulaştırılmış yetiştirme ortamında fasulye (Phaseoulus vulgaris L. var. nana) bitkisinin gelişimine, besin elementi ve kadmiyum alımına etkileri
Effects of different iron forms on plant growth and nutrient and cadmium uptake of bean (Phaseoulus vulgaris L. var. nana) in cadmium contaminated growth media
SİNAN ÇELİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
ZiraatVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FÜSUN GÜLSER