Production and optimization of tungsten oxide - graphene oxide composites for photocatalytic applications
Fotokatalitik uygulamalar için tungsten oksit - grafenoksit kompozitlerin üretimi ve optimizasyonu
- Tez No: 986620
- Danışmanlar: DOÇ. DR. IŞIL BİRLİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Grafen oksit, Nanokompozitler, Tungsten oksit, Graphene oxide, Nanocomposites, Tungsten oxide
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Metal oksitler, fotokatalitik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan malzemeler olmakla birlikte, yüksek bant aralığı ve uyarılmış yüklerin hızlı rekombinasyonu gibi sınırlamalardan ötürü düşük fotokatalitik etkinlik göstermektedir. Bu tez çalışmasında, geleneksel metal oksit fotokatalizörlere alternatif olarak tungsten oksit (WO3)-katkılı indirgenmiş grafen oksit (rGO) tabanlı kompozit fotokatalizörlerin üretimi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında, öncelikle GO üretim parametreleri optimize edilmiştir. Daha sonra azot katkılı GO (N katkılı GO) sentezlenmiş ve metilen mavisi (MB) adsorpsiyon deneyleri ile optimum N katkılama oranı belirlenmiştir. Elektro eğirme yöntemiyle, GO ve N katkılı GO içeren PVP nanofiberler üretilmiş ve yapısal, morfolojik ve boya adsorpsiyon özellikleri değerlendirilmiştir. Ayrıca, WO3 nanofiberleri elektro eğirme, WO3 nanopartikülleri ise hidrotermal yöntemle üretimi optimize edilmiştir. Ardından, WO3-rGO ve WO3-N katkılı rGO kompozitleri nanopartikül ve nanofiber morfolojilerinde başarıyla sentezlenmiştir. Numuneler üzerinde yapısal, morfolojik ve MB kullanılarak fotokatalitik analiz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, %10 GO içeren WO3-rGO ve WO3-N katkılı rGO nanopartikül kompozitleri 60 dakika sonunda sırasıyla %74,8 ve %81,25 oranında MB giderimi gerçekleştirmiştir. Bunun yanında %5 GO ilaveli WO3-rGO ve WO3-N katkılı rGO nanofiber kompozitleri de 60 dakika sonunda %93,67 ve %54,15 oranında MB uzaklaştırmıştır. Bu çalışma, metal oksit-GO kompozitlerin fotokatalitik performansını artırmaya yönelik kapsamlı bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Metal oxides are widely employed in photocatalytic applications, but their photocatalytic activity is restricted due to their wide band gaps and the rapid recombination of photogenerated charge carriers. In this thesis, tungsten oxide (WO3)-doped reduced graphene oxide (rGO) based composite photocatalysts were produced and characterized as alternative to conventional metal oxide photocatalysts. Firstly, the production parameters of GO were optimized. Then, nitrogen-doped GO (N-doped GO) was synthesized, and the optimum N doping ratio was determined by methylene blue (MB) adsorption tests. PVP nanofibers containing GO and N-doped GO were produced by electrospinning, and their structural, morphological, and dye adsorption properties were evaluated. In addition, WO3 nanofibers were optimized by electrospinning, and WO3 nanoparticles were optimized by hydrothermal methods. Subsequently, WO3-rGO and WO3-N doped rGO composites were successfully produced in nanoparticles and nanofibers morphologies. Comprehensive structural, morphological, and photocatalytic analysis using MB were conducted for samples. As a result, WO3-rGO and WO3-N doped rGO nanoparticle composites containing 10% GO were achieved 74.8% and 81.25% MB removal in 60 minutes, respectively. Furthermore, WO3-rGO and WO3-N doped rGO nanofiber composites including 5% GO also were attained 93.67% and 54.15% MB removal in 60 minutes, respectively. This study presents a comprehensive approach to enhance the photocatalytic performance of metal oxide-GO composites.
Benzer Tezler
- Production and characterization of W-Ni matrix composites reinforced with CeB6, NdB6, ErB4 particulates by powder metallurgy methods
CeB6, NdB6, ErB4 partikülleri ile takviye edilmiş W-Ni matris kompozitlerin toz metalurjisi yöntemleri ile üretimi ve karakterizasyon çalışmaları
BURÇAK BOZTEMUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI
- Fabrication and characterization of P3HT-WO3 hybrid thin films and device applications
P3HT-WO3 hibrit ince filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları
FATMA BEYZA YEDİKARDEŞ ER
Doktora
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ZAYİM
PROF. DR. MUSTAFA ALTUN
- Katı elektrokromik cihaz tasarımı
Design of solid electrochromic device
DİLEK EVECAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ÖZKAN ZAYİM
- Kuru aşındırma yöntemiyle titanyum silisite seçici kontak aşındırma prosesinin optimizasyonu
Optimization of selective titanium silicide contact hole etching process via dry etching method
TUĞBA BİLGİÇ KELLE
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi ile W2FeB2 ve W2FeB2-Fe bazlı kompozitlerin üretimi ve malzeme karakterizasyonu
Synthesis of W2FeB2 and W2FeB2-Fe based composites by self-propagating high temperature synthesis and material characterization
ECE SOYLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT BORA DERİN