FOTOKATALİTİK İLAÇ OKSİDASYONU İÇİN TiO2 VE ZnO YARI İLETKENLERİNİN KİTOSAN POLİMERİNDEN HAZIRLANAN AZOT KATKILI KARBON KUANTUM NOKTALARLA (N-CQDs) DEKORE EDİLMESİ VE PERFONMANSININ DEĞERLENDİRİLMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YILMAZ ATEŞ
Danışman: Semra Karaca
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bu tez çalışmasında etkinliği yüksek yeni nesil katalizör sentezlemek için doğal bir polimer olan kitosandan yararlınarak hidrotermal yöntemle hazırladığımız azot ilave edilmiş karbon kuantum noktaların (N-CQDs) hidrotermal yöntemle sentezi, daha sonra buna ZnO ve TiO2 gibi yarı iletkenlerin yine hidrotermal yöntemle katkılanmasıyla N-CQDs/TiO2 ve N-CQDs/ZnO katalizörlerinin sentezi ve hazırladığımız bu katalizörlerin sulu çözeltilerden antibiyotik sınıfından bir ilaç olan siprofloksasin gideriminde fotokatalitik aktivitesi değerlendirildi. Yöntem: Sentezlediğimiz nanokompozitlerin yapısal, optik ve yüzey özellikleri çeşitli ileri analitik teknikler kullanılarak sistematik olarak incelendi. Katalizörlerin yapısı XRD, TEM, BET, XPS, FTIR ve SEM/EDS gibi yöntemlerle analiz edilirken, optik özellikleri UV-Vis ve PL spektroskopisi ile değerlendirildi. Fotokatalitik etkinlikleri ise çeşitli reaksiyon parametreleri (katalizör miktarı, başlangıç konsantrasyonu, pH, ışınlama süresi gibi) incelenerek değerlendirildi. Optimum şartlarda inhibitörler eklenerek deneyler gerçekleştirildi ve etkin reaktif oksidatif türler (ROS) belirlendi. Fotokatalitik oksidasyon için mekanizma önerildi. Bulgular: Yapılan analitik analizlerden boyutları 10 nm altında olan hidrotermal yöntemle hazırladığımız azot doplanmış karbon kuantum noktaların başarıyla sentezlendiği, sentezlenen N-CQDs'lerin TiO2 ve ZnO üzerinde immobilize edilmesiyle N-CQDs/ZnO ve N-CQDs/TiO2 sentezlerinin gerçekleştiği anlaşıldı. Katalizörlerin ilaç gideriminde göstermiş olduğu fotokatalitik akticvitelerinin tekli ve ikili yapıya göre daha yüksek olduğu gözlendi. UVA ışıması altında 120 dakikalık reaksiyon süresinde N-CQDs/TiO2 nanokatalizörüyle SİP giderim etkinliğinin % 83,91, N-CQDs/ZnO nanaokatalizörünün ise %78,11 olarak giderim etkinliği gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç: Hidrotermal prosesle hazırlanan N-CQDs/TiO2 ve N-CQDs/ZnO nanokatalizörlerinin UVA radyasyonu altında yüksek yük hareketliliği sağlayan, elektron boşluk rekombinasyonunu önleyerek redoks kapasitesinin artmasına ve yüksek oranda elektron transfer etme özelliğine sahip olduğu görüldü. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen katalizörlerin oldukça yüksek giderim etkinliği sağladığı ve bu alanda yapılacak çalışmalara rehberlik edeceği görülmüştür.