Synthesis of CNT-titania-silica nanocomposite thin films: The effect of heat treatment on photocatalytic activity
KNT-titanya-silika nanokompozit ince filmlerin sentezi: Isıl işlemin fotokatalitik aktiviteye etkisi
- Tez No: 385081
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜRKAN KARAKAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, KNT-TiO2-SiO2 nanokompoziti sol-jel prosesi ile üretilmiş ve daldırma metodu ile cam yüzeyinde ince film üretilmiştir. Karbon eklenmesi, ısıl işlem sıcaklığı ve ısıl işlem atmosferinin ince film yapısına ve fotokatalitik özelliklerine etkisi incelenmiştir. İnce filmler karbon nanotüp eklenerek ve eklenmeden hazırlanmış ve hava ve azot ortamlarında 300-600oC aralığında farklı sıcaklıklarda ısıl işleme tabii tutulmuştur. Örneklerin karakterizasyonu, ısıl analiz, XRD, SEM&EDS, elemental karbon analizi, XPS ve UV-Görünür bölge spektroskopisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Isıl analiz sonucunda, TiO2-SiO2 varlığının karbon nanotüplerin oksitlenme sıcaklığını anlamlı miktarda düşürdüğü ve azot altında ısıl işlem sonucu kayda değer miktarda karbonun oksitlendiği görülmüştür. Isıl işlem sıcaklığı arttıkça kristallenmenin arttığı XRD analizi kullanılarak gözlenmiştir. SEM görüntüleri karbon nanotüplerin başarılı bir şekilde film yapısına yerleştiğini göstermiştir. Elementel karbon analizi, ısıl işlemin ardından filmde kalan karbon miktarını bulmak için yapılmıştır. Sonuçlar ısıl analiz ile uyumlu olmakla beraber karbon nanotüp miktarının her iki atmosferde ısıl işlem sıcaklığı ile azaldığını göstermiştir. UV-Görünür bölge spektroskopisi örneklerin ışık absorpsiyon sınırının UV bölgesinde olduğunu ve titanyum dioksit ile uyumlu olduğunu göstermiştir. XPS çalışmaları, azot altında ısıl işlem süresince Ti4+'nın Ti3+'ya indirgendiğini ve ince film yüzeyinde, fotokatalitik aktivite için önemli olduğu bilinen oksijen boşlukları olduğunu göstermiştir. Fotokatalitik aktivite testleri, UV ışınlaması altında ince filmlerin metilen mavisini bozmasını gözlemleyerek gerçekleştirilmiştir. Karbon nanotüp eklenmiş örneğin eklenmemiş olandan daha aktif olduğu bulunmuştur. Ayrıca ısıl işlem sıcaklığının artmasının, sinterleşme olana dek, fotokatalitik aktiviteyi arttırdığı gözlenmiştir. Fotokatalitik olarak en aktif örneğin KNT-TiO2-SiO2 ile hazırlanan ve hava ortamında 500oC'de ısıl işleme tabi tutulan ince film olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, CNT-TiO2-SiO2 nanocomposites were synthesized by sol-gel process and the thin films over glass substrates were fabricated by dip coating method. The effects of CNT addition, heat treatment temperature and atmospheres on the structure and photocatalytic properties were examined. The thin films were prepared with and without carbon nanotubes and the heat treatment was carried out at different temperatures in the range of 300-600oC under air and nitrogen atmosphere. Characterization of the samples was performed by thermal analysis, XRD, SEM&EDS, elemental carbon analysis, XPS and UV-Vis spectroscopy. Thermal analysis indicated that the oxidation temperature of carbon nanotubes was reduced significantly by the presence of TiO2-SiO2 and considerable amount of carbon is oxidized under nitrogen atmosphere. XRD studies showed that the crystallinity is enhanced by heat treatment temperature. The SEM images revealed that CNTs were successfully incorporated in thin film structure. Elemental carbon analysis was performed to obtain the residual carbon amount after heat treatment. The results were consistent with thermal analysis and showed that quantity of carbon is decreasing with increasing temperature under both air and nitrogen atmospheres. UV-Vis Spectroscopy indicated the photoabsorption edge of thin films is at UV region which is in agreement with titania. XPS studies showed that the reduction of Ti4+ to Ti3+ sites during heat treatment under nitrogen flow and these oxygen vacancies over the surface are known as effective sites for photocatalysis. The photocatalytic activity tests were performed by monitoring the degradation of metyhylene blue under UV irradiation in the presence of the thin film. The CNT-added samples have higher photocatalytic activity than the TiO2-SiO2 sample. And also higher heat treatment temperatures favor the photocatalytic activity until the sintering. The most photocatalycally active sample is found as the CNT-TiO2-SiO2 thin film that was heat treated at 500oC under air atmosphere.
Benzer Tezler
- Sivas'ta kadınların işgücüne katılım farklılıkları
Başlık çevirisi yok
BİNNUR ERCEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
SosyolojiCumhuriyet ÜniversitesiKurumlar Sosyolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FARUK KOCACIK
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- A-ve B- naftalinsulfonik asit sentezleri üzerine çalışmalar
A Study on the synthesis of A-;B- naphtalenesulphanic acid
YILMAZ YILDIRIR
- Buca yerleşme merkezinde ekoloji yönünden önemli biyotoplar üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
KEMAL TULUHAN YILMAZ
- Isı değiştirgeç ağlarının optimum sentezi
Başlık çevirisi yok
SERAP CESUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENO KURYEL