Novel green synthesis of TiO2 photocatalyst using matcha japanese green tea extract by sol-gel method: Influence of surface morphology on photocatalytic performance
Sol-gel yöntemi ile matcha japon yeşil çay ekstraktı kullanılarak TiO2 fotokatalistin sentezi
- Tez No: 918856
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLER BENGÜSU TEZEL TANRISEVER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Ticari TiO2 (Degussa, P-25) gibi heterojen bir fotokatalizör, organik kirleticilerin oksidasyonu için yapay UV ışınlaması altında başarıyla uygulanmaktadır. Ancak, sınırlı yüzey alanına sahip olması nedeniyle fotokatalitik performansı ve endüstriyel uygulamalar için uygulanabilirliği kısıtlıdır. Mevcut çalışma bu sınırlamayı ele almayı amaçlamıştır ve bu nedenle ilk kez, ilk hasattan (GF1, GF2, GF3) ve ikinci hasattan (GS1, GS2, GS3) üç ağırlıklı tozdan sol-jel yöntemi (yüzey morfolojisini kontrol etmede etkili yöntem) kullanılarak yeşil olarak sentezlenen TiO2 fotokatalizörüyle yeni ekstrakte edilmiş malzeme olarak Japon yeşil çayını (MJGT) araştırmıştır. Bu amaca ulaşmak için, üç aşamada bir çalışma protokolü benimsenmiştir (TiO2'nin kimyasal ve yeşil sentezi, sentezlenen fotokatalizörlerin ilgili analitik teknikler kullanılarak karakterizasyonu ve toplu fotoreaktör kullanılarak metilen mavisi ile fotokatalitik performanslarının değerlendirilmesi). Deneysel olarak, kristalit boyutları, ortalama parçacık boyutu, yüzey pürüzlülüğü, BET yüzey alanı (SBET) ve EDX, FE-SEM, AFM, BET ve UV-vis analizleriyle bulunan optik özellikler açısından yeşil TiO2 fotokatalizörlerinin yüzey morfolojisi, kimyasal olarak kontrol edilen TiO2 (CP) ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde geliştirilmektedir. Yeşil TiO2 fotokatalizörlerinin en iyi karakterizasyon sonuçları GF2 ve GS2'de sergilemiştir. Özellikle, GF2 ve GS2 için sırasıyla 164.44 m2/g ve 217.66 m2/g olarak bulunan SBET değerleri, CP için elde edilen 13.78 m2/g değerine kıyasla oldukça yüksektir. Metilen mavisinin (MB) fotokatalitik bozunumu GF2 için %90, GS2 için %98 iken, mineralizasyon oranları ise sırasıyla %88 ve %97 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, MJGT, TiO2'nin fotokatalitik performansını artırma yönünde yüzey morfolojisini önemli ölçüde değiştirdi.
Özet (Çeviri)
A heterogenous photocatalyst such as commercial TiO2 (Degussa, P-25) is successfully applied under artificial UV irradiation for oxidation of organic pollutants. However, it suffers from limited surface area, thus affecting its photocatalytic performance and restricting its feasibility for industrial applications. The current study aimed to address this limitation and therefore it investigated, for the first time, matcha Japanese green tea (MJGT) as novel extracted material to greenly synthesized TiO2 photocatalyst from three weighted powders of first harvest (GF1, GF2, GF3) and second harvest (GS1, GS2, GS3) using sol-gel method (effective method in controlling surface morphology). To achieve this aim, a working protocol was adopted in three stages including chemical and green synthesis of TiO2, characterization of synthesized photocatalysts using relevant analytical techniques, and evaluation of their photocatalytic performance with methylene blue using batch photoreactor. Experimentally, surface morphology of greenly TiO2 photocatalysts in terms of crystallite sizes, mean particle size, surface roughness, BET surface area (SBET) and optical properties as found by analyses of EDX, FE-SEM, AFM, BET, and UV-vis, respectively, was significantly enhanced compared with chemically control TiO2 (CP). The best characterization results of greenly TiO2 photocatalysts were at GF2 and GS2. In particular, the SBET results were 164.44 m2/g for GF2 and 217.66 m2/g for GS2 compared with 13.78 m2/g for CP. Photocatalytic degradation of MB was 90% for GF2 and 98% for GS2. Photocatalytic mineralization of MB was 88% for GF2 and 97% for GS2. In conclusion, significantly, MJGT modified surface morphology of TiO2 towards enhancing its photocatalytic performance.
Benzer Tezler
- Functional metal oxide surfaces: Photocatalytic, self-cleaning andmicro-/nanostructuring applications
Başlık çevirisi yok
SALİH VEZİROGLU
Doktora
İngilizce
2021
Metalurji MühendisliğiChristian-Albrechts-Universität zu KielPROF. DR. FRANZ FAUPEL
PROF. DR. LORENZ KİENLE
PROF. DR. JOST ADAM
- Ftalosiyaninlerin fotokatalitik uygulamaları
Photocatalytic applications of phthalocyanines
ANIL BERK ERGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GÜL
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Boya duyarlı güneş pilleri için boya ve elektrolit geliştirilmesi
Development of dyes and electrolytes for dye sensitized solar cells
BURAK ÜNLÜ
- Valorisation of whey components via enzymatic ceramic membranes for biopolymer synthesis and bio-based nanofiber membrane fabrication
Enzimatik seramik membranlar ile peynir altı suyu bileşenlerinin biyopolimer sentezi ve biyo-nanolif membran üretimi için değere dönüştürülmesi
SAMA ALI QAHTAN AL-MUTWALLI
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
PROF. DR. FRANK LİPNİZKİ
- Kinolin sübstitüe ftalosiyaninlerin sentezi, optik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and examination of optical and electrochemical properties of quinoline-substituted phthalocyanines
FUAT DAHİL