Polimerik nanokompozit sentezi, karakterizasyonu,fotokatalitik uygulaması ve band boşluk enerjideğişimlerinin incelenmesi
Polymeric nanocomposite synthesis, characterization, photocatalytic application and investigation of band gap energy changes
- Tez No: 931168
- Danışmanlar: PROF. DR. SİBEL ZOR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 208
Özet
Bu çalışmada, atık sularda yer alan ilaç etken maddelerinden olan naproksenin gideriminde, kimyasal oksidasyon yöntemiyle sentezlediğimiz polimerik nanokompozitlerin fotokatalitik etkinlikleri ve adsorban özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla, kimyasal oksidasyon yöntemiyle PANI (polianilin), PANI/Fe2O3, PANI/ZrO2, PANI/ NiO, PANI/SnO2, PANI/WO3, PEDOT (Poli(3,4-etilendioksitiyofen), PEDOT/Fe2O3, PEDOT/ZrO2, PEDOT/NiO, PEDOT/SnO2, PEDOT/WO3 polimerik nano kompozitleri sentezlenmiştir. Ayrıca PANI ve PEDOT'un modifikasyonu sağlanarak, kopolimer sentezlenmiştir. Bu kopolimerler: Co-Fe2O3, Co-ZrO2, Co-NiO, Co-SnO2, Co-WO3 'tür. Sentezlenen tüm polimerik nanokompozitlerin karakterizasyonları TGA (Termo-Gravimetrik Analiz), DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetre), SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu), TEM (Geçirimli Elektron Mikroskobu), XRD (X-Işını Difraktometresi), XPS (X-Işını Fotoelektron Spektrometresi) ve FT-IR (Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi) yöntemleri ile yapılmıştır ve nanokompozitlerin zeta potansiyelleri belirlenmiştir. UV-A ışıması altında fotokatalizör olarak ve ışıksız ortamda ise adsorban olarak polimerik nanokompozitlerin naproksen giderimindeki etkinliği araştırılmıştır ve kinetik çalışmalar yapılmıştır. Ayrıca en iyi adsorban özellik gösteren polimerik nanokompozitler için adsorpsiyon izotermleri uygulanmıştır. Çalışmamızda, Naproksenin fotokatalitik giderimlerdeki band boşluk enerji değişimleri UV spektroskopisi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Fotokatalitik çalışmalar sonucu en etkin fotokatalizör olan PEDOT/NiO, ışıklı ve ışıksız ortamda kısa sürede %100 'e yakın giderim sağlayarak en etkin fotokatalizör ve adsorban olmuştur. Band boşluk enerjisi tayini sonuçları, PEDOT ile sentezlenen polimerik nanokompozitlerin band boşluk enerjisini azalttığını ve böylece kirliliği giderme oranının arttığını göstermektedir. Ayrıca, reaksiyonların yalancı ikinci derece kinetik modele uyduğu ve bu modelde tüm polimerik nanokompozitler için korelasyon sağlandığı belirlenmiştir. Adsorpsiyon reaksiyonlarının Langmiur ve Freundlich Adsorpsiyon izotermine uyumlu olduğu belirlenmiştir. Sentezlenen polimerik nanokompozitlerin üretim kolaylığı, uygun maliyeti ve kısa işlem süresi göz önüne alındığında hem fotokatalizör hem de adsorban olarak kullanılma potansiyeline sahip olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the photocatalytic activities and adsorbent properties of polymeric nanocomposites synthesized by chemical oxidation method in the removal of naproxen, one of the active pharmaceutical ingredients in wastewater, were investigated. For this purpose, PANI (polyaniline), PANI/Fe2O3, PANI/ZrO2, PANI/NiO, PANI/SnO2, PANI/WO3, PEDOT (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT/Fe2O3, PEDOT/ZrO2, PEDOT/NiO, PEDOT/SnO2, PEDOT/WO3 polymeric nano composites were synthesized by chemical oxidation method. In addition, copolymers were synthesized by providing modification of PANI and PEDOT. These copolymers are: Co-Fe2O3, Co-ZrO2, Co-NiO, Co-SnO2, Co-WO3. The characterizations of all synthesized polymeric nanocomposites were carried out by TGA (Thermo-Gravimetric Analysis), DSC (Differential Scanning Calorimetry), SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Transmission Electron Microscope), XRD (X-Ray Diffractometer), XPS (X-Ray Photoelectron Spectrometry) and FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) methods were used and the zeta potentials of the nanocomposites were determined. The effectiveness of polymeric nanocomposites in naproxen removal as photocatalysts under UV-A irradiation and as adsorbents in the absence of light was investigated and kinetic studies were conducted. In addition, adsorption isotherms were applied for polymeric nanocomposites with the best adsorbent properties. In our study, the band gap energy changes in photocatalytic removals of naproxen were investigated using the UV spectroscopy method. As a result of photocatalytic studies, PEDOT/NiO, the most effective photocatalyst, provided nearly 100% removal in a short time in the absence of light and became the most effective photocatalyst and adsorbent. The band gap energy determination results show that the polymeric nanocomposites synthesized with PEDOT reduce the band gap energy and thus increase the pollution removal rate. In addition, it was determined that the reactions fit the pseudo-second-order kinetic model and that this model provided correlation for all polymeric nanocomposites. It was determined that the adsorption reactions were compatible with the Langmiur and Freundlich Adsorption isotherm. Considering the ease of production, reasonable cost and short processing time of the synthesized polymeric nanocomposites, it was concluded that they have the potential to be used both as photocatalysts and adsorbents.
Benzer Tezler
- Nanomaterials in macromolecular synthesis
Makromoleküler yapıların sentezinde nanomalzemelerin kullanımı
AZRA KOCAARSLAN AHMETALİ
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Metalik ve bimetalik nanoparçacıkların ve nanokompozit malzemelerin sentezi ve su arıtma teknolojisinde kullanımı
Synthesis of metallic and bimetallic nanoparticles and nanocomposite materials and their use in water treatment
HİCRET KIRTAY
- Grafen katkılı nanokompozit fotokatalizörlerin üretimi, karakterizasyonu, termal, fotokatalitik, antibakteriyel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production and characterization of graphane doped nanocomposite photocatalyst, investigation of their thermal, antibacterial, photocatalytic activities and mechanical properties
DERYA BİRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA TEKİN
- Saf PANI, PANI/ZnO ve PANI/ZrO2 polimerik nanokompozitlerinin sentezi, karakterizasyonu ve boyar madde gideriminde fotokatalitik etkinin araştırılması
Synthesis and characterization of pure PANI, PANI/ZnO and PANI/ZrO2 polymeric nanochomposites and, investigation of their photocatalytic effect for removal of dye
BİLGE BUDAK
- PAN-rGo-TiO2 ve PAN-rGO-ZnO nanokompozit fotoelektrotların sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal, termal ve fotokorozyon özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of PAN-rGo-TiO2 and PAN-rGO-ZnO nanocomposite photoelectrodes, and investigation of its electrochemical, thermal, and photocorrosion properties
HATİCE ÖRNEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DERYA TEKİN