Kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle üretilen grafenin g-C3N4'ün fotoelektrokimyasal özelliklerine etkisi
Effect of graphene produced by chemical vapor deposition on the fotoelectrochemical properties of g-C3N4
- Tez No: 789011
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ANIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Son yıllarda artan temiz ve yenilenebilir enerji ihtiyacından dolayı güneş enerjisi kullanılarak farklı yapılarda fotokatalizörler üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. Yarı iletken fotokatalizörler yenilenebilir ve sürdürülebilir hidrojen yakıtı üretimi, organik kirleticilerin bozunması, CO2 foto-indirgenmesi, foto-elektronik ve piller gibi birçok alandaki potansiyel uygulamaları nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Çeşitli fotokatalitik uygulamalarda kullanılan malzemeleri içerisinde, kimyasal olarak kararlı, düşük bant boşluğuna sahip (2,7 eV), ekonomik, basit yöntemlerle sentezlenebilen, görünür ışığın dalga boyunda (λ: 400 - 700 nm) aktif olan g-C3N4 gelecek vaat eden bir malzeme olarak ön plana çıkmıştır. g-C3N4' ün bu özelliklerinin yanı sıra düşük yük taşıyıcı hareketliliği, zayıf absosorbsiyon kabiliyeti, yüksek elektron-boşluk tekrar birleşme oranı ve düşük yüzey alanına sahip olması gibi özellikleri fotokatalitik etkinliğini sınırlandırmaktadır. Bu yüzden g-C3N4 yarı iletkeninin nanokompozit halinde sentezi, daha iyi yük transferi sağlamak ve fotokatalitik aktiviteyi geliştirmek için etkili bir yöntem olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmadaki amaç; g-C3N4' ün fotoelektrokimyasal özelliklerinin grafen/g-C3N4 nanokompozit yapısıyla geliştirilmesidir. Bu doğrultuda kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle sentezlenen grafen ile melamin karıştırılmış, termal yoğunlaşma yöntemiyle grafen/g-C3N4 nanokompozit sentezi gerçekleştirilmiş ve nanokompozitlerin çeşitli yapısal ve fotoelektrokimyasal karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda çeşitli oranlarda sentezlenen nanokompozitler yığın g-C3N4 ile karşılaştırıldığında, nanokompozit yapıdaki grafen miktarı arttıkça optik bant aralığının daraldığı ve iletim bandı sınır potansiyelinin düştüğü görülmüştür. Grafen, g-C3N4'ün ışık absorbsiyon kabiliyetini, elektriksel iletkenliğini ve yüzey alanını arttırarak fotokatalitik verimliliğini geliştirmektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, due to the need for clean and renewable energy, studies have focused on solar energy photocatalysts in different structures. Semiconductor photocatalysts have attracted great interest due to their potential applications in many fields such as renewable and sustainable hydrogen fuel production, photo-electronics and batteries. Among the photocatalytic materials, g-C3N4, which has higher chemical stability and a low band gap (2.7 eV), can be synthesized by economical methods as the visible light active material. g-C3N4, however, has some features such as low charge carrier mobility, poor absorption ability, high recombination rate and low surface area that they limit its photocatalytic efficiency. Therefore, the synthesis of g-C3N4 semiconductor as in the form of nanocomposites is accepted as an effective method to improve its photocatalytic properties. The purpose of this study was to improve the photoelectrochemical properties of g-C3N4 with the addition of graphene. In this direction, graphene, which was synthesized by chemical vapor deposition method, was mixed with melamine to get graphene/g-C3N4 nanocomposite by thermal condensation method and various structural and photoelectrochemical characterizations of nanocomposites were carried out. The photocatalytic properties of the nanocomposites synthesized in various proportions were compared with those of pure g-C3N4 and it was observed that as the amount of graphene in the composite structure was increased, the nanocomposite optical band gap narrowed and the conduction band edge potential decreased. Overall result was that graphene improved the photocatalytic efficiency of g-C3N4 by increasing its light absorption ability, electrical conductivity and surface area.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of different graphene based-materials and investigation in graphene/silicon schottky junction solar cell
Farklı grafen esaslı malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu ve grafen/silisyum schottky eklemli güneş hücresinin incelenmesi
ALA KHALAF JEHAD
Doktora
İngilizce
2021
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL KOCABAŞ
DOÇ. DR. METİN YURDDAŞKAL
- Mechanical properties of carbon nanotube and graphene based yarns
Karbon nanotüp ve grafen esaslı ipliklerin mekanik özellikleri
ESMA NUR GÜLLÜOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- Utilization of graphene and MoS2 for volatile organic compound sensor applications
Grafen ve MoS2'nin uçucu organik gaz sensörü uygulamaları için kullanılması
TUNA DURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR BÜYÜKÇAKIR
PROF. DR. HASAN ŞAHİN
- Ferritin tayini için grafen alan etkili biyosensör tasarımı geliştirilmesi
Development of graphene field-effect biosensor design for ferritin detection
HATİCE NUR KOYUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiPamukkale ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CUMHUR GÖKHAN ÜNLÜ
- Grafen tabanlı nanodolgular ile güçlendirilmiş yeni nesil termoplastik kompozitlerin geliştirilmesi
Development of new generation thermoplastic composites reinforced by graphene based nanofillers
ELÇİN ÇAKAL SARAÇ
Doktora
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU SANER OKAN