RUMEX CRİSPUS L. (EVELİK) BİTKİSİNDEN HAZIRLANAN AZOT KATKILI KARBON KUANTUM NOKTALARLA (N-CQDS) DEKORE EDİLEN TiO2 VE ZnO HETEROEKLEMLERİNİN MOR ÖTESİ VE GÖRÜNÜR BÖLGEDE FOTOKATALİTİK İLAÇ OKSİDASYONUNDA PERFORMANSLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MELİKE KARACA
Danışman: Semra Karaca
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bu çalışmada, Erzurum bölgesinde bol miktarda yetişen Rumex crispus L. bitkisinden hidrotermal yöntemle azot doplanmış karbon kuantum noktalar (N-CQDs) sentezlendi. Daha sonra güçlü spektral ve elektronik özelliklere sahip N-CQDs ve mükemmel kromik özelliklere sahip mezo-tiyofen iyodo BODIPY (Bdp) boyası TiO2 ve ZnO'in fotokatalitik aktivitesini artırmak amacıyla bu yarı iletkenlerle bir araya getirildi ve N-CQDs/TiO2, N-CQDs/ZnO ve N-CQDs/TiO2/Bdp heteroeklem yapıları oluşturuldu. Sentezlenen katalizörlerin UVA ve görünür bölge ışınları altında ilaç gideriminde gösterdikleri fotokatalitik aktivite değerlendirildi. Yöntem: Sentezlenen katalizörlerin yapısı XRD, TEM, SEM/EDS, XPS, BET ve FTIR gibi yöntemlerle analiz edilirken, optik özellikleri UV-Vis ve fotolüminesans (PL) spektroskopisi ile değerlendirildi. Sentezlenen katalizörlerle antibiyotik sınıfından seçilen Tetrasiklin (TC) ve Siproflaksazin (SİP) gibi antibiyotiklerin fotooksidasyon yöntemiyle giderimi sistematik olarak incelendi. İlaç giderim etkinliği üzerine UVA ve görünür bölge ışın kaynağı, katalizör ve ilaç konsantrasyonu, pH, inhibitör etkisi ve reaksiyon süresi gibi parametrelerin etkisi incelendi. N-CQDs/ZnO katalizörü ile görünür ışık altında yapılan fotokataliz deneyleri persülfat (PS) anyonları eşliğinde gerçekleştirildi. Bulgular: Katalizörlerin karakterizasyonundan, <10nm altında partikül boyutuna sahip N-CQDs nanopartiküllerinin hidrotermal yöntemle sentezinin ve TiO2 ve ZnO yüzeyine immobilizasyonunun başarıyla gerçekleştirilerek S-şema ve Tip I heteroeklem yapıların oluşturulduğu anlaşıldı. Fotokataliz deneylerinden, sentezlenen katalizörlerin fotokatalitik etkinliklerinin kendilerini oluşturan bileşenlere göre daha yüksek olduğu bulundu. N-CQDs/TiO2 fotokatalizörü ile UVA ışını altında yapılan deneylerde %97,73 TC giderildi. N-CQDs/TiO2 katalizörüyle UVA ışınları altında SİP gideriminin 79,82 oranında gerçekleştiği, bu oranın N-CQDs/TiO2/Bdp katalizörü kullanıldığında %93,16'ya yükseldiği görüldü. Aynı deneyler görünür bölge ışınları altında yapıldığında SİP giderim etkinlikleri sırasıyla %69,96 ve %88,48 olarak gerçekleşti. Her iki ışın kaynağı altında yapılan deneylerde artan fotokatalitik etkinlikte S-şema heteroeklem yapının yanında foto indüklenen reaktif oksidan türü (ROS) olarak singlet oksijenin (1O2) katkısı ortaya koyuldu. N-CQDs/ZnO ile UVA ışınları altında yapılan fotokataliz deneylerinde %80,63 oranında TC gideriminin gerçekleştiği, aynı deneylerin persülfat iyonları (PS) eşliğinde görünür bölge ışın kaynağı altında yapılan deneylerde giderim etkinliğinin %88,6'e ulaştığı görüldü ve TC degradasyonunda sülfat radikallerinin oynadığı rol anlaşıldı. Sonuç: Bitkisel kaynaklı N-CQDs nanopartiküllerinin ve Bdp molekülünün TiO2 ve ZnO yarı iletkenlerinin fotokatalitik aktivitelerini artırmada gösterdiği başarılı performans ortaya koyuldu. Katalizör sentezinde doğal bitki kaynağının kullanılması, sürdürülebilir ekonomiye fayda sağladığı gibi, çevre dostu bir yaklaşım olarak bu tip katalizörlerin TC ve SİP benzeri organik kirleticilerin gideriminde başarıyla kullanılacağı anlaşıldı. Anahtar Kelimeler: Evelik(Rumex crispus L.), Tetrasiklin, Siprofloksazin, Fotokataliz, N-CQDs, TiO2, ZnO, hidrotermal, S-şema heteroeklem, Tip I heteroeklem Bodipy, singlet oksijen