Improvement of photocatalytic properties of metal oxide nanoparticles
Metal oksit nanopartiküllerin fotokatalitik özelliklerinin geliştirilmesi
- Tez No: 936743
- Danışmanlar: DOÇ. DR. IŞIL BİRLİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Çinko oksit nanopartikülleri, itriyum oksit, itriyum alüminyum garnet (YAG) ve bunların kompozitleri fotokatalitik çalışmalar için sentezlenmiştir. Fotokatalizör olarak saf çinko oksit ile fotolüminesans özellikli itriyum oksit ve YAG sol-jel yöntemiyle üretilmiş, çinko oksit-itriyum oksit ve çinko oksit-YAG kompozitleri ise mekanik karıştırma ve kimyasal çöktürme yöntemleriyle hazırlanmıştır. Karşılaştırma amacıyla ayrıca, europium ve seryum katkılı itriyum oksit ve YAG malzemeleri de sentezlenmiştir. Sentez sırasında pH ve bulanıklık ölçümleri yapılmış, DTA ve FTIR analizleriyle optimum üretim parametreleri belirlenmiştir. Sentezlenen malzemelerin karakterizasyonu XRD, SEM, BET ve zaman çözümlemeli fotolüminesans cihazları kullanılarak gerçekleştirilmiş. Fotokatalitik aktivite, UV-VIS spektrofotometresi kullanılarak metilen mavisi bozunumu üzerinden değerlendirilmiştir. Çinko oksit-itriyum oksit kompozitlerinin band aralığı enerjisi katı hal UV-VIS ile belirlenmiştir. Sonuçlara göre, çinko oksit-YAG kompoziti saf çinko okside göre daha düşük fotokatalitik performans sergilerken, çinko oksit-itriyum oksit kompoziti son derece güçlü bir fotokatalitik performans göstermiştir. Ayrıca, europium ve seryum katkısı fotokatalitik performansı artırmamıştır. Kendi başına fotokatalitik aktivite göstermeyen itriyum oksit, çinko oksidin kompozitlerdeki verimliliğini önemli ölçüde artırmıştır. Çinko oksite göre ağırlıkça yüzde 5 itriyum oksit içeren kompozit 150 dakika UV ışınımı sonrasında metilen mavisinde yüzde 98,4 oranında bozunma sağlamış ve saf çinko oksidin yüzde 77'lik bozunma performansını büyük ölçüde aşmıştır. Bu iyileşme, itriyum oksit ve çinko oksit arasındaki enerji transferi mekanizmasına bağlanmakta olup, çinko oksidin fotobozunma hız sabitinin 0.009/dakikadan 0.0242/dakikaya artması ile doğrulanmıştır. Bu bulgu, çinko oksit-itriyum oksit kompozitlerinin ileri düzey fotokatalitik uygulamalardaki potansiyelini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Zinc oxide nanoparticles, yttrium oxide, yttrium aluminum garnet (YAG), and their composites were synthesized for photocatalytic studies. Pure zinc oxide, as a photocatalyst, and yttrium oxide and YAG, as photoluminescent materials, were produced using the sol-gel method. Zinc oxide-yttrium oxide and zinc oxide-YAG composites were prepared via mechanical mixing and chemical precipitation. Europium and cerium doped yttrium oxide and YAG materials were also synthesized for comparison purposes. During synthesis, pH and turbidity were monitored, and DTA and FTIR analyses identified optimal production parameters. Characterization of the synthesized materials was carried out using XRD, SEM, BET and time-resolved photoluminescence devices. The photocatalytic activity was evaluated by measuring methylene blue degradation using UV-VIS spectrophotometry. Bandgap energy of zinc oxide-yttrium oxide composites was determined by solid-state UV-VIS spectrophotometry. According to the results, while the zinc oxide-YAG composite exhibited poorer performance compared to pure zinc oxide, the zinc oxide-yttrium oxide composite demonstrated exceptionally strong photocatalytic performance. Additionally, europium and cerium doping did not enhance photocatalytic performance. Yttrium oxide, lacking its own photocatalytic activity, significantly improved zinc oxide's efficiency in composites. Zinc oxide-yttrium oxide (5 percent yttrium oxide by weight of zinc oxide) composite achieved 98.4 percent methylene blue degradation after 150 minutes of UV exposure, outperforming pure zinc oxide's 77 percent, due to energy transfer between the materials, which increased the photodegradation rate constant of zinc oxide from 0.009/min to 0.0242/min, showing its potential for advanced photocatalytic applications.
Benzer Tezler
- Improvement photocatalytic properties of doped nanoparticles synthesized by sol-gel method
Sol-jel yöntemi ile sentezlenen nanopartiküllerin fotokatalitik özelliklerinin geliştirilmesi
SILA CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik BilimleriDokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NECMİYE FUNDA AK AZEM
- Atık sulardan organik boyar maddelerin (RhB) gideriminde kullanılacak yeni nesil antimon aşılanmış kalay oksit–esaslı foto katalizör nanoparçacıkların sentezi
Synthesis of next-generation antimony-doped tin oxide-based photocatalyst nanoparticles for the removal of organic dyes (RhB) from wastewater
KÜBRA ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM ALTINTAŞ YILDIRIM
- Ni/ZnO nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz tekniğiyle üretimi
Production of Ni/ZnO nanocomposite particles via ultrasonic spray pyrolysis (USP) method
İLAYDA KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- TiN kaplanmış titanyum yüzeylerinin anodik oksidasyonu
Anodic oxidation of TiN coated Ti surfaces
HATİCE GİZEM ŞENYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Seryum oksit esaslı hibrit materyalin peroksidaz aktivitesinin belirlenmesi
Determination of peroxidase activity of cerium oxide based hybrid material
NAIBA JABIYEVA