Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Semih GÖRDÜK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ulvi Avcıata
Eş Danışman: Oğuzhan Avcıata
Özet:
TiO2, organik kirleticilerin fotokatalitik olarak parçalanmasında yaygın olarak kullanılan bir fotokatalizördür. Ancak TiO2 büyük bant boşluğu nedeniyle, görünür bölgede organik bileşiklerin parçalanmasında fotokatalitik aktivite sergileyememektedir. Bu nedenle son yıllarda yapılan çalışmalar TiO2 yüzeyinin duyarlaştırılması üzerinde yoğunlaşmıştır. TiO2'in yüzeyinin duyarlaştırılması ile görünür bölgede iki farklı şekilde fotokatalitik aktivite göstermesi sağlanabilir. Bunlardan birincisi bant boşluk enerjisinin yeniden birleşmesini önleyerek ve ikincisi ise kullanılan dalga boyu aralığının görünür bölgeye kaydırılması ile yapılabilir. Ftalosiyaninler ilginç duyarlaştırıcılardır, çünkü 650-700 nm civarında görünür absorpsiyon bantları sergilerler, kimyasal ve ısıl olarak yüksek kararlılığa sahiptirler ayrıca katalitik özellikler göstermektedirler. TiO2 üzerine ftalosiyanin bileşiklerinin (Pc) yüklenmesi ile Pc-TiO2 nanokompozitlerinin hazırlanması sonucu daha uzun dalga boylu ışınlarla duyarlaştırılabilen fotokatalizörlerin üretimi son zamanlarda dikkat çekmektedir. Bu tez çalışmasında, ftalosiyanin (Pc)-TiO2 nanokompozitler kullanılarak Metilen Mavisi (MB) boyar maddesinin görünür ışık altında fotokatalitik olarak parçalanması araştırılmıştır. Tez çalışması üç kısımdan oluşmaktadır. Tez çalışmasının birinci kısımda 2-hidroksimetil-1,4-benzodioksan ile 4-nitroftalonitril bileşikleri kullanılarak ftalonitril türevi olan a bileşiği sentezlenmiştir ve bu bileşik kullanılarak periferal tetra-substitue metalsiz (1), Çinko(II) (2), Kobalt(II) (3), Nikel(II) (4) ve Bakır(II) (5) ftalosiyanin bileşikleri sentezlenmiştir. Aynı zamanda, 2-hidroksimetil-1,4-benzodioksan ile 3-nitroftalonitril bileşikleri kullanılarak ftalonitril türevi olan b bileşiği sentezlenmiştir ve bu bileşik kullanılarak non-periferal tetra-substitüe metalsiz (6), Çinko(II) (7), Kobalt(II) (8), Nikel(II) (9) ve Bakır(II) (10) ftalosiyanin bileşikleride sentezlenmiştir. Sentezlenen bileşiklerin yapıları elementel analiz, FT-IR, UV-vis, 1H-NMR, 13C-NMR, GC-MS ve MALDI-TOF MS teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Tez çalışmasının ikinci kısmında, sentezlenmiş olan tüm ftalosiyanin bileşiklerinin TiO2 ile nanokompozitleri oluşturulmuştur. Nano boyutta TiO2 sentezi için oldukça etkili bir yöntem olan hidrotermal yöntem aracılığıyla, ilgili ftalosiyanin türevi ve titanyum(IV) izopropoksit kullanılarak toplam 10 farklı Pc-TiO2 nanokompozit başarılı bir şekilde elde edilmiştir. Sentezlenen tüm nanokompozitlerin yapıları ve özellikleri XRD, FT-IR, FEG-SEM, EDX, UV-DRS, BET ve zeta sizer teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. Tez çalışmasının üçüncü ve son kısmında ise sentezlenmiş olan tüm Pc-TiO2 nanokompozitlerin fotokatalitik çalışmalarda fotokatalizör olarak kullanılabilirlikleri test edilmiştir. Bu amaçla görünür ışık altında model kirletici olan MB boyar maddesinin parçalanması üzerine tüm Pc-TiO2 nanokompozitlerin fotokatalitik aktiviteleri incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, ftalosiyanin içermeyen TiO2 fotokatalizörünün görünür bölge ışınları altında MB'nin parçalanmasında herhangi bir aktivite göstermediği gözlemlenirken, Pc-TiO2 fotokatalizörlerinin MB'nin parçalanmasında oldukça iyi performans göstererek, 100-140 dk. zaman aralıklarında MB'nin tamamen parçalanmasını sağladıkları tespit edilmiştir.