Nano Boyutta TiO2 Üretimi ve Çeşitli Katkı Maddelerinin Yüzey Modifikasyonuna Etkisi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HÜLYA BAYRAKTAR
Danışman: Emel Akyol
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Küçük boyuttaki titanyum dioksit (TiO2) molekülleri genellikle nanoteknolojik araştırmalar ve özellikle kirliliği giderici özelliklerinden dolayı kozmetik, boya, gıda, cam, ilaç, tekstil sanayii gibi endüstrilerde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Nano boyuttaki TiO2; fotokatalitik kaplamalı yüzeylerdeki bakteri, küf ve mantar oluşumunu engeller. Beton kaplama ve boyada TiO2 kullanılması; havadaki insan sağlığını tehdit eden uçucu organik bileşiklerin absorblanarak temiz bir hava oluşmasını sağlar. Nano TiO2; sol-gel, buhar faz-alevlenme, kimyasal buhar birikimi, yüksek sıcaklık oksitlenmesi, sıvı faz metotları gibi pek çok yöntemle sentezlenebilir. Bu çalışmada alev transferi ve titanyumtetraklorit (TiCl4) sulu çözeltilesinin hidrolizi yöntemleri kullanılmıştır. Bir alev oluşturulmasına dayanan alev transferi yöntemi ile küçük boyuttaki parçacıklar yüksek sıcaklığın etkisiyle mikrometal tozlarından ayrılır. TiCl4 sulu çözeltilesinin sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi ile hidrolizi; sıvı fazda TiO2'nin sentez yöntemlerindendir. Bu çalışmada çeşitli katkı maddelerinin varlığında nano titanyum dioksit (TiO2) parçacıkları sentezi amaçlanmıştır. Nano titanyum dioksit (TiO2) parçacıkları alkoksitlerin hidrolizi ve basit alev transferi sentez yöntemleri kullanılarak sentezlenmiştir. Polivinil butiral (PVB), alcinat (alginic asit) , polietilen glikol (PEG), Poliyakrilik asit (PAA), Polivinil sülfonik asit (PVSA), Polistirensülfonik asit (PSSA); farklı konsantrasyonlarda nano TiO2 büyümesinde etkili katkı maddeleri olarak seçilmiştir. xiv Sentez yöntemi ve koşullarının; katkı maddeleri ve konsantrasyonlarının titanyum dioksit parçacıklarının boyut ve morfolojisine etkilerinin incelenmiş ve ayrıca sentezlenen nano boyuttaki TiO2 örneklerinin fotokatalitik aktivitesi metilen mavisi çözeltisine UV(ultraviole) ışık uygulanmasıyla belirlenmiştir. Taramalı Elekron Mikroskopu (SEM), X-ray diffraksiyonu (XRD) ve FT-IR ölçümleri; sentezlenen TiO2'in morfolojik ve karakteristik özelliklerinin karakterizasyonu için kullanılmıştır. XRD ve FT-IR sonuçları ile rutil fazda titanyum dioksit (TiO2) sentezinin başarı ile gerçekleştiği doğrulanmıştır. SEM analizleri ile katkı maddelerinin ve üretim koşullarının titanyum dioksit (TiO2) parçacıklarının morfoloji, boyut ve topaklanma özelliklerinde etkili olduğu görülmüştür. Hidroliz ve kapalı fırında yakma yöntemlerinde en uygun morfolojide ve boyutta nano TiO2parçacıklarının oluşmasını Alcinat katkı maddesi sağlamıştır. UV ışığa maruz bırakılan nano TiO2 parçacıklarının fotokatalitik aktiviteleri takip edildiğinde, PVB katkı maddesi varlığında nano boyutta sentezlenen TiO2 parçacıklarının en iyi fotokatalitik aktiviteyi gösterdiği tespit edilmiştir.