Grafitik karbon nitrür temelli metal organik çerçeve nanokompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve kataliz uygulamaları
Synthesis, characterisation and catalysis applications of graphitic carbon nitride based metal organic framework nanocomposites
- Tez No: 954993
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKAY HİLAL GÜBBÜK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Bu tez çalışmasında kataliz uygulamaları için grafitik karbon nitrür (g-C3N4) temelli Zeolitik İmidazolat Çerçeve (ZIF) nanokompozitleri sentezlenmiştir. Katalitik etkinliği artırmak amacıyla g-C3N4 yapısına ZIF-8 ve ZIF-9 nanoparçacıkları katkılanarak g-C3N4@ZIF-8 ve g-C3N4@ZIF-9 nanokompozitleri elde edilmiştir. Elde edilen nanokompozitlerin sulu ortamda NaBH4 indirgen maddesi yardımıyla Alizarin Red S (ARS) ve ketoprofenin (KET) uzaklaştırılmasındaki katalitik etkinliği incelenmiştir. g-C3N4@ZIF-8 ve g-C3N4@ZIF-9 nanokompozitleri çeşitli karakterizasyon yöntemleriyle incelenmiştir. Bu kapsamda Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), X-Işını Kırınımı (XRD), Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDX), UV-Vis DRS, X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) gibi tekniklerden yararlanılmış ve sıfır yük noktası (pHpzc) ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Boya ve ilaç giderim deneyleri, indirgeyici madde olarak kullanılan sodyum borhidrit (NaBH4) varlığında gerçekleştirilmiş ve ARS ile KET'nin bozunma süreleri UV-Vis Spektrofotometresi (UV-Vis) ile izlenmiştir. İlaç ve boya gideriminde temas süresi, pH, NaBH4 derişimi, nanokompozit dozajı, ilaç ve boya derişimi gibi parametrelerin etkileri değerlendirilmiş ve en uygun giderim koşulları belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, ARS boyasının g-C3N4@ZIF-8 nanokompoziti ile 50 dakikada %85 oranında, g-C3N4@ZIF-9 nanokompoziti ile ise 20 dakikada %100 oranında giderildiği belirlenmiştir. KET'nin ise g-C3N4@ZIF-8 ile 15 dakikada, g-C3N4@ZIF-9 ile 30 dakikada %100 oranında giderilebildiği saptanmıştır. Bozunma reaksiyonlarının kinetik parametreleri (k) hesaplanmış ve katalitik bozunma sonrası yapılan Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) analizleri ile ARS boyası ile KET'nin reaksiyona girerek bozunduğu doğrulanmıştır. Elde edilen nanokompozitlerin çevre kirletici özellikteki ARS ve KET gibi organik bileşiklerin gideriminde etkinliği değerlendirilmiştir. Sentezlenen nanokompozitlerin, en uygun deney koşullarında organik kirleticileri kısa sürede ve %100'e yakın oranda kalıcı olarak indirgediği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, graphitic carbon nitride (g-C3N4) based Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF) nanocomposites were synthesized for catalysis applications. In order to increase the catalytic activity, g-C3N4@ZIF-8 and g-C3N4@ZIF-9 nanocomposites were obtained by doping ZIF-8 and ZIF-9 nanoparticles into the g-C3N4 structure. The catalytic activity of the obtained nanocomposites in the removal of Alizarin Red S (ARS) and ketoprofen (KET) with the help of NaBH4 reducing agent in aqueous medium was investigated. g-C3N4@ZIF-8 and g-C3N4@ZIF-9 nanocomposites were investigated by various characterization methods. In this context, techniques such as Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), UV-Vis DRS, X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) were used and zero charge point (pHpzc) measurements were performed. Dye and drug removal experiments were carried out in the presence of sodium borhydride (NaBH4) whic was used as a reducing agent and the degradation times of ARS and KET were monitored by UV-Vis Spectrophotometer (UV-Vis). The effects of parameters such as contact time, pH, NaBH4 concentration, nanocomposite dosage, drug and dye concentration on drug and dye removal were evaluated and the most suitable removal conditions were determined. As a result of the experiments, it was determined that ARS dye was removed by 85% in 50 minutes with g-C3N4@ZIF-8 nanocomposite and by 100% in 20 minutes with g-C3N4@ZIF-9 nanocomposite. It was determined that KET could be removed by 100% in 15 minutes with g-C3N4@ZIF-8 and by 30 minutes with g-C3N4@ZIF-9. The kinetic parameters (k) of the degradation reactions were calculated and it was confirmed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) analyses performed after catalytic degradation that ARS dye and KET reacted and degraded. The effectiveness of the obtained nanocomposites in the removal of organic compounds such as ARS and KET, which are environmental pollutants, was evaluated. It was observed that the synthesized nanocomposites permanently reduced organic pollutants in a short time and at a rate close to 100% under the most suitable experimental conditions
Benzer Tezler
- Development of highly efficient platinum nanocatalysts for the dehydrogenation of ammonia borane via rational design of graphitic carbon nitride-based heterojunction photocatalysts
Grafitik karbon nitrür temelli heteroeklem fotokatalizör tasarımları ile amonyak boranın dehidrojenlenmesinde etkinliği yüksek platin nanokatalizörlerinin geliştirilmesi
MERVE AKSOY
Doktora
İngilizce
2021
EnerjiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER METİN
- Mezogözenekli grafitik karbon nitrür temelli fotokatalitik hidrojen üretimi
Mesoporous graphitic carbon nitride based photocatalytic hydrogen production
FATMA NUR DOĞANAY ARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiSelçuk ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
- Siyah fosfor temelli yeni nesil nanomalzemelerin yapay fotosentez ve biyomolekül tayinindeki uygulamaları
Applications of artificial photosynthesis andbiomolecule determination of black phosphorus basednew generation nanomaterials
GİZEM YANALAK
Doktora
Türkçe
2022
BiyokimyaSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
- Kuersetin tayini için grafitik karbon nitrür temelli elektrokimyasal sensör hazırlanması
Preparation of an electrochemical sensor based on graphitic carbon nitride for detection of quercetin
KHADIJA VALIYEVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH ZEKİ BAŞ
- Treatment of sugar industry wastewater by advanced oxidation processes in the presence of heterojunction catalysts supported on graphene-graphitic carbon nitride
Şeker endüstrisi atık sularının grafen/grafitik karbon nitrür destekli hetero-birleşik katalizörler varlığında ileri oksidasyon prosesleri ile arıtımı
GÜLEN TEKİN
Doktora
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYDA ATALAY