Manyetik mezogözenekli TiO2 fotokatalizörlerin hazırlanması ve uygulama alanları

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SAMET SEVİNÇ

Danışman: Beyhan Erdem

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Organik boyarmaddelerin neden olduğu su kirliliği insan sağlığı ve doğal çevreyi tehdit eden ciddi bir problem olmuştur. Metilen Mavisi (MM) ve Rodamin B (RB) gibi sıklıkla kullanılan katyonik boyalar, kompleks aromatik yapıya sahiptirler ve zararsız ürünlere parçalanmaları oldukça zordur. Bu çalışmada, MM ve RB boyaları için iyi bir fotokatalitik bozunma performansı gösteren ve manyetik olarak ayrılabilen Fe3O4-SiO2-mezoTiO2 nanokompoziti hazırlanmıştır. Bu amaçla, ilk olarak birlikte çöktürme yöntemi kullanılarak süperparamanyetik Fe3O4 nanoparçacıkları sentezlenmiştir. İkinci olarak bu Fe3O4 nanoparçacıklarının hava ile oksitlenmesini ve TiO2'nin fotokatalitik performansının azalmasını önlemek için Fe3O4 nanoparçacıklarının etrafında Stöber yöntemiyle bazik ortamda SiO2 ara katmanı oluşturulmuştur. Son olarak silika kaplı nanoparçacıklar yüzey aktif madde şablonu kullanılarak sol-jel sentez yöntemiyle mezogözenekli TiO2 tabakası ile kaplanmıştır. Elde edilen Fe3O4, Fe3O4-SiO2 ve Fe3O4-SiO2-mezoTiO2 örnekleri, X-Işını Kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Titreşimli Örnek Manyetometresi (VSM), Fourier Transformu Kırmızı Ötesi Spektroskopisi (FT-IR), N2-adsorpsiyon/desorpsiyon teknikleriyle yapısal, morfolojik ve manyetik özellikleri açısından karakterize edilmiştir. Oda sıcaklığında, UV ışıması altında (368 nm), doğal çözelti pH' larında, 50 mg fotokatalizör ilavesi ile MM ve RB organik boyarmaddeleri 120 dk süre sonunda sırasıyla % 97,52 ve % 99,06 fotobozunmaya uğramıştır. Her iki boya için de reaksiyon hız sabitleri belirlenmiş ve yalancı birinci dereceden hız eşitliğine uyduğunu gösteren iyi bir doğrusallık sergilemiştir. Fotokatalizörün reaksiyon mekanizması bir dizi radikal tutucu etkisi incelenerek MM ve RB organik boyarmaddeleri için açıklanmıştır. Ayrıca, mıknatısla ayrılabilen ve geri kazanılabilen manyetik mezogözenekli TiO2 fotokatalizörü, fotokatalitik aktivite kaybı olmaksızın üç kez tekrar kullanılabilmiştir.