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
- Tez No: 955157
- Danışmanlar: PROF. DR. DERYA TEKİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrokimyasal ölçümler, Fotobozunma, Nanotüp, Polianilin, Electrochemical measurements, Photodegradation, Nanotube, Polyanilines
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Bromtimol mavisi, bromkresol moru ve klorfenol kırmızısı indikatörleri katılmış özel besiyerlerinin sütlerde antibiyotik belirtilmesine uygunluğu üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
ESENGÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSüt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YAYGIN
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN
- Bir pamuk iplikhanesinde fiili çalışma metodlarının incelenmesi ve mevcut işlemlerin standart sürelerinin saptanması
Başlık çevirisi yok
MÜRŞİDE KESEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İşletmeEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA NAZMİ ERCAN
- Türkiye trafik düzeninde kazaların azaltılması açısından yeni trafik kanunu uygulaması ile ilgili sorunlar ve çözüm yolları
Başlık çevirisi yok
ERDAL UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
UlaşımGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RIDVAN EGE