Development of doped TiO₂ photocatalyst on α-Al₂O₃ ceramic substrate and their use in the degradation of ibuprofen, caffeine, and carbamazepine as model contaminants of emerging concern (CECs)
Seramik α-Al₂O₃ altlık üzerinde hazırlanan katkılı TiO₂ fotokatalizörlerin geliştirilmesi ve ibuprofen, kafein ve karbamazepinin gibi yaygınlaşan organik kirleticilerin bozundurulmasında kullanılması
- Tez No: 716585
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN BACAKSIZ, PROF. DR. VASSİLİS N.STATHOPOULOS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 247
Özet
Bu çalışmada, α-Al2O3 seramik altlık malzemesi, optimize edilen HRTiO2 aktif tabakası için destek materyali olarak kullanılmak üzere karakterize edildi. HRTiO2 ve SynTiO2 katalizörlerinin her birine katkı materyali ağırlıkça % 2 oranı, ortak katkılı malzemelerde ise her bir katkı için % 1 oranı uygulandı. Malzemeler, UV-vis/DRS , TGA-DSC, XRD, FTIR, TEM, SEM-EDS, XPS, BET/BJH ölçümleri ile karakterize edildi. TiO2 bazlı fotokatalitik malzemeye % 2 W katkılandığında, başlangıç doğal pH koşulları altında 60 dakika 365 nm dalga boyuna sahip lambayla ışınlama sonrası, 50 mg/L ibuprofen (IBF) derişiminde % 96'ı, 100 mg/L kafein (CAF) derişiminde % 76'ı ve 50 mg/L ve 100 mg/L karbamazepin (CBZ)'nin derişiminde ise sırasıyla % 100 ve % 88'i bozunduğu tespit edildi. Ayrıca, modifiye edilmiş TiO2 katalizörü 450 nm ışınlama altında fotokatalitik aktivite gösterdiği belirlendi. Diğer deneysel parametrelerin bozunma süreci üzerindeki etkileri de araştırıldı ve reaksiyon mekanizmaları önerildi. Ortalama olarak, seramik destek üzerinde ~ 0,005 g W/HRTiO₂ ile 5 mg/L derişimlerinde IBF, CAF ve CBZ'nin % 90'ından fazlası bozunduğu ve 360 dakika ışınlama sonunda CAF ve CBZ'nin % 80'in üzerinde bozunmaya uğradığı belirlendi. Aynı malzemelerin benzer fotokatalitik çalışmalarda 3 kez kullanıldıktan sonra, malzemelerin en üst katmanının yüzey stabilitesi gösterdiği XRD ve FTIR ölçümleri ile tespit edildi.
Özet (Çeviri)
In this study, α-Al₂O₃ ceramic substrate was worked, characterized, and used as a support for an optimized W doped HRTiO₂ active layer. HRTiO₂ and SynTiO₂ were modified with 2 wt. % of either W and or Mo in the mono decorated materials and 1 wt. % each of W and Mo in the co-doped forms. Materials were characterized by TGA-DSC, XRD, FTIR, TEM, SEM-EDS, XPS, BET/BJH application method as well as UV-vis/DRS measurement. As part of the modification outcome in the improvement of the TiO₂ based photocatalysts materials; 2 wt % W/HRTiO₂ degraded 96 % of initial 50 mg/L IBF concentration, ~ 76 % of initial 100 mg/L CAF concentration, and ~ 100 % and 88 % of respective initial 50 mg/L and 100 mg/L CBZ concentrations after 1 h at 365 nm irradiation, and under natural (unmodified) initial pH conditions. In addition, the modified TiO₂ also showed enhanced performance activity under 450 nm irradiation. Effects of other parameters on the photocatalytic degradation process were also investigated and reaction mechanisms proposed. On the average, ~ 0.00 5 g (W/HRTiO₂) on ceramic support removed over 90 % of 5 mg/L initial IBF, CAF, and CBZ concentrations and sustained over 80 % removal for CAF and CBZ after successive 3 cycle test runs after 360 min of 365 nm irradiation under natural (unmodified) pH conditions. XRD and FTIR outcome showed topcoat surface stability thereafter.
Benzer Tezler
- Gümüş nanotanecik katkılı nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of silver doped nanocomposites
ÖZLEM KABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Fabrication of nanostructured metal oxide materials and their use in energy and environmental applications
Nanoyapılı metal oksit malzemelerin üretimi ve enerji ve çevre uygulamalarında kullanımı
MEHMET DURMUŞ ÇALIŞIR
Doktora
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Tanen ile modifiye edilmiş baryum titanatın siprofloksasin çözeltisine fotokatalitik etkisi
Photocatalytic effect of tannin-doped barium titanate on ciprofloxacin solution
SERHAT SEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
- Polianilin (PAN) katkılı CoS-/Tio2nanotüp fotoelektrodun sentezlenmesi ve termal ve fotokatalitik aktivitelerinin incelenmesi
Synthesis of polyaniline (PAN) doped CoS-/Tio2 nanotube photoelectrode and investigation of its thermal and photocatalytic activities
NURAY UYMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DERYA TEKİN
- Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater
Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURAY YERLİ SOYLU
Doktora
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN