Yarı iletken metal oksitlerin fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the photocatalytic properties of semi conductive metal oxides
- Tez No: 835633
- Danışmanlar: PROF. DR. NADİR DİZGE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Çevre Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 54
Özet
Gelişmiş oksidasyon prosesleri, geniş anlamda, su ve atık sudaki organik (ve bazen inorganik) materyalleri hidroksil radikalleri (·OH) ile reaksiyonu ve oksidasyon yoluyla uzaklaştırmak için tasarlanmış bir dizi kimyasal arıtma prosedürüdür. Bu yöntem, Ultra Violet veya görünür ışığı (visible) kullanılarak aktif hale getirilmiş bir yarıiletken ile atık sulardaki zararlı maddelerin bulundukları ortamda“parçalanarak”zararsız ürünlere (su, karbondioksit ve mineral tuzlar) dönüşmesini amaçlamaktadır. Özellikle bunlardan boyar madde molekülleri ve aromatik özellikli malzemeler görünür ışığı absorplayabilmektedirler. Yapılan çalışmalar atık su arıtımında fotokatalizör olarak Çinko Oksitin daha etkili olduğunu göstermiştir. Bu tez çalışmasında, Çinko Oksit yarıiletken fotokatalizörleri Bor elementi katkılaması uygulanarak, fotokatalitik özelliklerinin geliştirilmesiyle daha yüksek oranda ve tekrarlanabilirlikte karsenijonetilerin etkisiz bileşenlere çevrilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada kullanılan filmler kimyasal banyo depolama yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Depolanan %0.5, %1.5 ve %2 katkı oranlarında ki filmler, önemli kirleticilerden olan ve toksik özellik gösteren Metilen Mavi, Reaktif Kırmızı 180 organik boyaları ihtiva eden atık suların arıtımında Ultra violet ve görünür ışık altında test edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre UV-A ışıması altında %2 bor katkılı numune için giderim verimi %100 iken görünür ışık altında bu verim %6… olarak elde edilmiştir. Ayrıca bu filmlerin tekrar kullanılabilirlik testleri yapılmış ve %2 bor katkılı numune için 15 tekrar da bile filmlerde bozulma ve verim kaybı yaşamadığı belirlenmiştir. Yapısal karakterizasyon sonuçlarına göre, yapının wurzite kristal fazında altlıklar üzerine depolandığı belirlenmiştir. Morfolojik analizler neticesinde hekzagonal nano boyutlu çubukların film yüzeyini kapladığı görülmüştür. Optik bant boşluk enerjileri katkısız ve %2 bor katkılı numuneler için sırasıyla 3.15 eV ve 3.05 eV olarak hesaplanmıştır. Filmlerin aktivasyon enerji değerleri ev yapımı deney düzeneği ile sıcaklığa bağlı akım-gerilim ölçüm yöntemi ile belirlendi. Buna göre filmlerin düşük sıcaklık bölgesinde ki aktivasyon enerji değerleri 22meV ile 44meV arasında iken, yüksek sıcaklık bölgesinde 59meV ile 99meV arasında olduğu hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
Advanced oxidation processes (AOPs), in a broad sense, are a set of chemical treatment procedures designed to remove organic (and sometimes inorganic) materials in water and wastewater by oxidation through reactions with hydroxyl radicals (·OH). This method aims to transform harmful substances in wastewater into harmless products (water, carbon dioxide and mineral salts) by“decomposing”in the environment where they are present, with a semiconductor activated using Ultra Violet or visible light. In particular, dye molecules and aromatic materials can absorb visible light. Studies have shown that Zinc Oxide is more effective as a photo catalyst in wastewater treatment. In this thesis, it is aimed to convert carsenijonits into harmless compounds with higher rate and reproducibility by improving their photocatalytic properties by applying Boron element doping of Zinc Oxide semiconductor photo catalysts. The films has fabricated using by Chemical bath deposition method. The films fabricated with additive ratios of 0.5%, 1.5% and 2% were tested under Ultra violet and visible light in the treatment of wastewater containing Methylene Blue, Reactive Red 180 organic dyes, which are important pollutants and show toxic properties. According to the results, while the removal efficiency was 100% for the 2% boron added sample under UV-A irradiation, this efficiency was 63% under visible light. In addition, the reusability tests of these films were made and it was determined that the films did not deteriorate and yield loss even after 15 repetitions for the 2% boron added sample. According to the structural characterization results, it was determined that the structure was deposited on the substrates the wurzite crystal phase. As a result of the morphological analysis, it was observed that the hexagonal nano-scaled rods covered the film surface. While the optical band gap energies were calculated for undoped and %2 boron doped samples as 3.15eV and 3.05 eV, respectively. The activation energy values of the films determined by the temperature dependent current-voltage measurement method using by homemade experimental setup. Accordingly, the activation energies of the films in the low temperature region were between 22meV and 44meV, while the activation energy calculated that it was between 59meV and 99meV in the high temperature region.
Benzer Tezler
- Üçlü ZnO-SnO2-Zn2SnO4 nanokompozitlerinin sentezlenmesi ve fotokatalitik aktivitelerinin belirlenmesi
Synthesis of triple ZnO-SnO2-Zn2SnO4 nanocomposides and determination of their photocatalytic activities
MAHMUT SAİT DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilim ve TeknolojiKonya Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM ALTINTAŞ YILDIRIM
- NiO/ZnO ve NiO/ZnO/Al2O3 nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemiyle üretimi
Production of NiO/ZnO and NiO/ZnO/Al2O3 nanocomposite particles by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique
DUYGU YEŞİLTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Gümüş ile doplamış nano-TiO2' in özelliklerinin incelenmesi
The study of specifications of nano Ti̇O2 doped si̇lver
YILDIZ BENLİ
- 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
- Katkılı çinko oksit nanoparçacıkların elektriksel, optik ve fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
Electrical, optical and photocatalytic properties of doped ZnO nanoparticles
ALİ CAN GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİRCAN DİNDAR