Geri Dön

3d dheterojonksiyon yapılı metal sülfür/PANI/TiO2 nanotüp fotoelektrotların sentezi, karakterizasyonu, fotoelektrokatalitik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi

Synthesis, characterization, and investigation of photoelectrocatalytic and electrochemical properties of 3D heterojunction structured metal sulfide/PANI/TiO2 nanotubes photoelectrodes

PDF İndir

  1. Tez No: 955157
  2. Yazar: DERYA BİRHAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DERYA TEKİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 188

Özet

Amaç: Bu tezin amacı, TiO2 nanotüpler üzerine metal sülfürler ve iletken polimer (PANI) tabakalarının ardışık olarak kaplanmasıyla 3D heterojonksiyon yapılı kompozit fotoelektrotlar sentezlemek ve bu TiO2 nanotüplerin, morfolojik, kristal yapı, kimyasal bağ fotoelektrokatalitik ve elektrokimyasal özelliklerini incelemektir. Bu nedenle bu çalışma kapsamında elektrokimyasal özellik incelenmesi açısından oldukça geniş çalışma alanı bulan PANI kaplamalarının çeşitli metal sülfürler ile (Bi2S3, CoS, NiS, CdS, SnS, ZnS ve Ag2S) birleştirilerek elde edilen fotoelektrotların fotoelektrokatalitik aktivitelerinin ve elektrokimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Yöntem: Bu tez kapsamında üretilen Bi2S3, CoS, NiS, CdS, SnS, ZnS ve Ag2S metal sülfür ve polianilin kaplamalı TiO2 nanotüp fotoelektrotlar anodizasyon, SILAR ve kimyasal oksidasyon polimerizasyon yöntemleri kullanılarak sentezlendi. Sentezlenen fotoelektrotların karakterizasyon araştırmaları için SEM-EDS, XRD ve FTIR analizlerinden, fotoelektrokatalitik aktivitelerinin incelenmesinde metilen mavisi boyarmaddesi üzerindeki gideriminden faydalanılmıştır. Fotoelektrokatalitik denemelerde, 0,05M Na2SO4 ve 20 ppm metilen mavisi içeren 400 ml çözelti, 44W/m2'lik ışık şiddeti, 0,6V'luk çalışma voltajı ve 25°C sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal özelliklerin incelenmesinde ise 1M'lık H2SO4 çözeltisi kullanılmıştır. Bulgular: Anodizasyon yöntemi ile sentezlenen TiO2 nanotüplerin SEM-EDS sonuçlarına göre düzenli yapıların oluştuğu görülmektedir ve EDS sonuçları yapıdaki elementlerin varlığını doğrulamaktadır. XRD sonuçları, kristal yapıdaki anatazın ve metal sülfürlerin varlığını doğrulamaktadır. FTIR analizi, kimyasal bağlarının varlığını göstermektedir. Metilen mavisi üzerinde yapılan fotoelektrokatalitik giderimde en iyi sonucu TiO2/Ag2S/PANI yapısının gösterdiği belirlendi. PANI ve metal sülfürün birleştirildiği kaplamalar iyileştirilmiş elektrokimyasal özellik göstermektedir. Sonuç: Bu çalışmada anodizasyon, SILAR ve kimyasal oksidasyon polimerizasyon yöntemi kullanılarak TiO2/Metal sülfür/PANI fotoelektrotları sentezlendi. Karakterizasyon çalışmaları nanotüp yapısını ve metal sülfürlerin varlıkları kanıtladı. Yapılan katkılamaların elektron-boşluk çiftlerinin rekombinasyonunu engelleyerek hem fotoelektrokatalitk hemde elektrokimyasal özellikleri iyileştirdiği belirlendi.

Özet (Çeviri)

Purpose: This thesis aims to synthesize 3D heterojunction composite photoelectrodes by sequential coating of metal sulfides and conductive polymer (PANI) layers on TiO2 nanotubes and to investigate the morphological, crystal structure, chemical bonding, photoelectrocatalytic, and electrochemical properties of these TiO2 nanotubes. Therefore, in the scope of this study, it is aimed to improve the photoelectrocatalytic activities and electrochemical properties of photoelectrodes obtained by combining PANI coatings, which have a very wide field of study in terms of electrochemical properties, with various metal sulfides (Bi2S3, CoS, NiS, CdS, SnS, ZnS and Ag2S). Method: In this thesis, Bi2S3, CoS, NiS, CdS, SnS, ZnS, and Ag2S metal sulfide and polyaniline-coated TiO2 nanotube photoelectrodes were synthesized using anodization, SILAR, and chemical oxidation polymerization methods. SEM-EDS, XRD, and FTIR analyses were used for characterization studies of the synthesized photoelectrodes, and the removal of methylene blue dye was used to examine their photoelectrocatalytic activities. In photoelectrocatalytic experiments, a 400 ml solution containing 0.05M Na2SO4 and 20 ppm methylene blue was carried out at 44W/m2 light intensity, 0.6V operating voltage, and 25°C temperature. 1M H2SO4 solution was used for the examination of electrochemical properties. Findings: According to the SEM-EDS results of the TiO2 nanotubes synthesized by the anodization method, it was shown that regular structures were formed, and the EDS results confirmed the presence of elements in the structure. XRD results confirmed the presence of anatase and metal sulfides in the crystal structure. FTIR analysis shows the presence of chemical bonds. It was determined that the TiO2/Ag2S/PANI structure showed the best result in photoelectrocatalytic removal of methylene blue. The coatings in which PANI and metal sulfide were combined showed improved electrochemical properties. Conclusion: In this study, Metal sulfide/TiO2/PANI photoelectrodes were synthesized using anodization, SILAR, and chemical oxidation polymerization methods. Characterization studies proved the nanotube structure and the existence of metal sulfides. It was determined that the dopings prevented the recombination of electron-hole pairs and improved both photoelectrocatalytic and electrochemical properties.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    413404

    3D scalar imaging of dielectric objects buried under a rough surface

    Engebeli yüzey altına gömülü dielektrik cisimlerin üç boyutlu skaler durumda görüntülenmesi

    EVRİM TETİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN

  2. Tez No

    416348

    3D virtual worlds as new learning environments for industrial design studio courses

    Endüstri ürünleri tasarımı stüdyo dersleri için yeni öğrenme ortamları olarak 3 boyutlu sanal dünyalar

    ITIR GÜNGÖR BONCUKÇU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Endüstri Ürünleri TasarımıOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Endüstri Ürünleri Tasarımı Ana Sanat Dalı

    DR. CANAN EMİNE ÜNLÜ

  3. Tez No

    417963

    Türk çini sanatında kullanılan hayvansal figürlerin seramik yüzeyler üzerinde üç boyutlu uygulanması

    3D applicatin of animal figures on cerami̇cs which are used in Turkish ceramics art

    AYŞE PAMUK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    El SanatlarıSüleyman Demirel Üniversitesi

    Geleneksel Türk Sanatları Ana Sanat Dalı

    DOÇ. DR. NAİLE RENGİN OYMAN

  4. Tez No

    418675

    3D electron microscopy investigations of human dentin and ion beam irradiation effect on biocompatible anatase TiO2 using Focused Ion Beam based techniques

    İnsan dentinin 3D elektron mikroskobu incelemeleri ve biyouyumlu anataz TiO2 üzerinde iyon demeti ışınlama etkisi odaklanmış iyon demeti dayalı teknikleri kullanılarak'

    SİNA SADİGHİKİA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN

    DR. MELTEM SEZEN

  5. Tez No

    420260

    3D scanning of transparent objects

    Şeffaf cisimlerim 3B taranması

    GÖNEN EREN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı Üniversitesi

    PROF. DR. AYTÜL ERÇİL

    PROF. DR. FREDERİC TRUCHETET

    DR. OLİVİER AUBRETON

Geri Dön