Grafen katkılı nanokompozit fotokatalizörlerin üretimi, karakterizasyonu, termal, fotokatalitik, antibakteriyel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DERYA BİRHAN
Danışman: Derya Tekin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yarı iletken fotokatalizörler, farklı katalitik reaksiyonlarda oldukça büyük öneme sahip olmaktadırlar. Fotokatalizörler arasında, Titanyum dioksit (TiO2), maliyet etkinliği, düşük toksisite, yüksek stabilite, mükemmel biyouyumluluk, yüksek kimyasallık ve benzersiz fotokatalitik özellikler gösterdiği için birçok uygulama alanında kullanılan bir yarı iletken fotokatalizör olmaktadır. Bu tez kapsamında, TiO2, rGO-TiO2, PVA-TiO2, rGO-TiO2-PVA, PEG-TiO2, rGO-TiO2-PEG nanokompozitleri sentezlenmiştir. Sentezlenen nanokompozitlerin yapısal özelliklerini inceleyebilmek için, SEM-EDS, XRD kullanılmıştır. Termal analiz için Termogravimetrik Analiz (TGA), Sertlik ölçümü için Vickers Sertlik analizi yapılmıştır. Sentezlenen nanokompozitlerin antibakteriyel ve fotokatalitik aktiviteleri incelenmiştir. Nanokompozitlerin sentezi dört aşamada gerçekleşmektedir. Birinci aşamada, destek malzemesi olarak kullanılan Grafen oksit Hummer yöntemi ile sentezlenmiştir. İkinci aşamada, Titanyum (IV) izopropoksitten yola çıkarak reaksiyon başlatıcı fotokatalizör olan TiO2 nanopartikülleri sentezlenmiştir. Üçüncü aşamada, TiO2 nanopartikülleri Polivinil alkol (PVA) ve Polietilen glikol (PEG) polimerleri kullanılarak sol-jel yöntemi ile sentezlenmiştir. Dördüncü ve son aşamada, sentezlenen polimer- TiO2 yapıları sol-jel yöntemi kullanılarak grafen ile katkılanmıştır. Sentezlenen nanokompozitlerin morfolojik ve elementel analizi SEM-EDS kullanılarak incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda, TiO2 yapısında bulunan gözeneklerin oluşumunun engellendiği tespit edilmiştir. XRD analizleri yardımı ile sentezlenen nanokompozitlerin Titanyum dioksitin anataz fazı ile birebir uygunluk gösterdiği tespit edilmiştir. TGA analizleri sonucunda 25-900°C sıcaklık aralıklarında hava atmosferinde en iyi termal dirence sahip nanokompozit PEG-TiO2 olarak tespit edilmiştir. Nanokompozitlerin sertlik ölçümleri 245 mN yük kullanılarak yapılmış ve rGO-TiO2 yapısı en sert malzeme olarak belirlenmiştir. Nanokompozitlerin antibakteriyel aktivitesi E.coli bakterisine karşı öldürme davranışları değerlendirilmiş ve rGO – TiO2 – PVA nanokompozit yapısı %77,13 oranında azalma sağlayarak en iyi antibakteriyel özellik gösteren nanokompozit olarak belirlenmiştir. Nanokompozitlerin kesikli reaktörde fotokatalitik aktivitelerini ölçmek için 20 ppm'lik Acid Black I boyar maddesi kullanılmıştır. 120 dakikalık sürenin sonunda %78,85 boya giderimi ile rGO-TiO2-PEG nanokompoziti en iyi fotokatalitik aktivite gösteren nanokompozit olarak belirlenmiştir.