Search

Bu çalışmada, fotokatalitik ve antibakteriyel özelliklere sahip, TiCl4'ün hidroliziyle sentezlenen farklı miktarlarda TiO2 nanoparçacıklar ile yüzey modifiye edilmiş pamuklu kumaşlar hazırlandı. Hazırlanan bu TiO2 nanoparçacıkları kaplı pamuklu kumaşların fotokatalitik aktiviteleri UVA ışınları altında Kristal Viyolet (KV) boyar maddesinin bozunmasında incelendi. KV’nin, TiO2 nanoparçacıkları kaplı pamuklu kumaşlar üzerindeki fotokatalitik bozunması için en uygun şartlar 0,625 mgL-1 başlangıç KV konsantrasyonu ve 57 mgL-1 TiO2 nanoparçacık yükleme miktarı olarak belirlendi. Bu en uygun şartlar altında, ilgili fotokatalizör varlığında 40 dakika içerisinde UVA ışınları altında KV’nin % 89,31’inin bozunmaya uğradığı tespit edildi ve bozunma reaksiyonunun birinci dereceden kinetiği takip ettiği belirlendi. Reaktif tür deneyleri, hidroksil radikallerinin diğer radikal türlere nispeten daha önemli bir rol oynadığını ortaya çıkardı ve elde edilen bu verilere göre olası bozunma mekanizması önerildi. Ayrıca TiO2 kaplanmış pamuklu kumaşların antibakteriyel aktivitesinin incelenmesi için disk difüzyon metodu kullanıldı. Antibakteriyel aktivite tayininde Gram pozitif bakteri olarak Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Gram negatif bakteri olarak Escherichia coli (ATCC 25922) üzerinde denemeler gerçekleştirildi. Disk difüzyon deneyi sonuçlarına göre; 38 ve 57 mgL-1 konsantrasyonlarında TiO2 ile kaplanmış pamuklu kumaşlarda, antibiyotik referansların oluşturduğu inhibisyon zonu çapına kıyasla relatif olarak E. coli’ye karşı sırasıyla % 40,9 ve % 60,2 oranlarında antibakteriyel etki görülmüştür., In this study, surface modified cotton fabrics were prepared with different amounts of TiO2 nanoparticles which has photocatalytic and antibacterial properties, synthesized by hydrolysis of TiCl4. The photocatalytic activities of the prepared cotton fabrics with coated TiO2 nanoparticles were investigated in the degradation of the Crystal Violet (KV) dyestuff under UV light irradiation. The TiO2 coated cotton fabric showed good photocatalytic performance for the degradation of Crystal Violet (KV) under UV light irradiation. The optimum conditions for photocatalytic degradation of KV on TiO2 nanoparticles coated cotton fabrics were determined as 0.625 mgL-1 initial KV concentration and 57 mgL-1 TiO2 nanoparticle loading amount. Under these optimum conditions, it was determined that 89.31% of the KV was decomposed under UV light irradiation within 40 minutes in the presence of the relevant photocatalyst, and it was determined that the degradation reaction followed first-order kinetics. Reactive species experiments revealed that hydroxyl radicals play a more important role than other radical species, and according to the results, possible degradation mechanism was suggested. In addition, disc diffusion method was used to examine the antibacterial activity of TiO2 coated cotton fabrics. Trials were performed on Staphylococcus aureus (ATCC 6538) as Gram-positive bacteria and Escherichia coli (ATCC 25922) as Gram-negative bacteria in the determination of antibacterial activity. According to the results of disk diffusion experiment; In cotton fabrics coated with TiO2 at 38 and 57 mgL-1 concentrations, approximately 40.9% and 60.2% antibacterial activity was observed against E. coli, respectively, compared to the diameter of the inhibition zone formed by the antibiotic references.

Bu çalışmada ALD yöntemini kullanılarak yüksek yüzey alanına sahip alttaş malzemede farklı kompozisyonlara sahip AZO ve ATO filmler oluşturarak, farklı katkı oranlarının ve tavlamanın fotokatalitik aktivite üzerindeki etkinlikleri belirlenmiştir. Filmlerin karakterizasyon ve fotokatalitik aktivite çalışmalarında kullanılmak üzere dört farklı alttaş (Si Wafer, Kuartz, Cam Lamel ve Cam kumaş) malzemesi kullanılmıştır. Tavlama işleminin üretilen filmin yapısı ve performansı üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla her alttaştan iki adet üretim gerçekleştirilerek birine 450 °C’de tavlama işlemi uygulanmıştır. Al katkısının ZnO ve TiO2 ALD filmlerin fotokatalitik aktivitesi üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla %0, %5, %10 ve %20 olmak üzere dört farklı katkı oranı ile film üretimi yapılmıştır. Fotokatalitik aktivitenin belirlenmesi için dört saat boyunca metilen mavisi boyar maddesinin solar simülatör altında bozulmasının ölçümü yaklaşımı tercih edilmiştir. AZO ve ATO ALD ince filmlerin morfolojisinin incelenmesi amacıyla FESEM analizleri, kristal yapısının incelenmesi amacıyla XRD ve XPS analizleri, optik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla UV-Vis ve PL analizleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen filmler arasında tavlanmış %20 Al katkılı ZnO filmler (%20 AZO) en yüksek fotokatalitik aktiviteyi göstermiş, hemen ardından sadece ZnO (%0 AZO) kaplı filmler gelmiştir. %5 ve %10 Al katkılı ZnO filmler ise daha zayıf fotokatalitik etkinlik göstermiştir. Bu durum katkı oranının belirli bir değerin üzerine çıktıktan sonra AZO filmin bant yapısında değişimlere sebep olduğunu göstermektedir. ATO filmler içerisinde en yüksek fotokatalitik aktiviteyi tavlanmış olan yalnızca TiO2 kaplı film göstermiştir ve AlO2 katkısının TiO2 filmlerin fotokatalitik aktivitesi üzerinde pozitif etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. In this study, AZO and ATO films with different compositions were formed on the substrate material with high surface area by using the ALD method and the effects of different doped ratios and annealing on the photocatalytic activity were determined. Four different substrate materials (Si Wafer, Quartz, Cover Glass and Glass fabric) were used for the characterization and photocatalytic activity studies of the films. In order to determine the effect of the annealing process on the structure and performance of the produced film, two productions were made from each substrate and annealing was applied to one of them at 450 °C. In order to evaluate the effect of Al doped on the photocatalytic activity of ZnO and TiO2 ALD films, films were produced with four different doped ratios as 0%, 5%, 10% and 20%. In order to determine the photocatalytic activity, the approach of measuring the degradation of the methylene blue dyestuff under a solar simulator for four hours was preferred. The morphology of the AZO and ATO ALD thin films were analyzed with FESEM, XRD and XPS analyzes were performed to examine the crystal structure of the films, and UV-Vis and PL analyzes were performed to determine optical properties of the produced films. Among the produced films, the annealed 20% Al doped ZnO films showed the highest photocatalytic efficiency, only ZnO (0% AZO) coated films came right after that. 5% and 10% Al doped ZnO films showed weaker photocatalytic activity. This shows that after the doped ratio exceeds a certain value, it causes changes in the band structure of the AZO film. Only (annealed) TiO2 coated films showed the highest photocatalytic activity among ATO films. It was also determined that the doped of AlO2 did not have a positive effect on the photocatalytic activity of TiO2 films.

Üç bileşenli, yeni nesil n-tipi bir yarı iletken olan çinko-kalay oksit (Zn2SnO4, ZTO) nanoparçacıkların sentezi ve fotokatalitik (PC) aktivitesinin incelenmesi son zamanlarda dikkat çeken bir araştırma alanıdır. ZTO nanoparçacıklar yüksek elektron (e-) ve boşluk (h+) hareketliliği ve düşük şiddetteki ışığı emme kabiliyeti gibi sahip olduğu üstün optik özellikleri nedeniyle organik kirliliklerin giderilmesinde tercih edilen uygun bir fotokatalizör malzemedir. ZTO nano yapıların yapısal ve optik özellikleri çoğunlukla bu parçacıkların sentez şartlarına bağlıdır. Bu nedenle etkili PC aktiviteye sahip ZTO nano yapıların kontrollü ve tekrarlanabilir şekilde sentezlenmesi büyük önem taşımaktadır. Söz konusu üretim yöntemlerinin, sentezlenen ZTO nanoparçacıkların boyut ve şekil kontrolüne imkân vermesinin yanı sıra, karmaşık donanım ve alt yapı gerektirmeden uygulanabilir olması ekonomik açıdan verimli ve yüksek miktarda üretim sağlaması açısından önemlidir. Bu çalışmada ek bir ısıl işleme gerek duyulmadan düşük sıcaklık ve yüksek pH değerlerinde, istenilen saflıkta ve kristallikte ZTO nanoparçacıkların sentezine imkân sağlayan hidrotermal yöntem, sentez methodu olarak seçilmiştir. Bu tez çalışmasında genel olarak iki ana konuya odaklanılmıştır; (i) ZTO nanoparçacıkların hidrotermal yöntemle farklı çözücü ortamlarında sentezlenmesi ve (ii) sentezlenen nanoparçacıkların PC özelliklerinin belirlenmesi. TÜBİTAK 216M011 numaralı projenin desteğiyle gerçekleştirilen deneylerde ZTO nanoparçacıkların hidrotermal yöntemle sentezlenmesi esnasında ilk başta çözücü ortamı olarak deiyonize su (DI-su) kullanılmış ve bu ortamda sentez için gerekli olan çeşitli parametreler (sıcaklık, süre, pH, başlangıç kimyasalların oranı vb.) belirlenmiştir. Ardından belirlenen en uygun deneysel şartlarda farklı çözücü ortamları kullanılarak sentez prosedürü tekrarlanmıştır. Deneyler sırasıyla DI-su:Etanol, DI-su:Etilen Glikol, DI-su:Metanol ve DI-su:Propanol karışımlarının, çözücü ortamı olarak kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise farklı çözücü ortamlarında hidrotermal yöntemle sentezlenen ZTO nanoparçacıkların PC aktivitesinin belirlenmesi amacıyla Rodamin B (RhB) organik boyar maddesinin ultraviyole (UV) ve görünür ışık altında bozunum davranışı incelenmiştir. Nanoparçacıkların PC özelliklerinin geliştirilebilmesi için farklı katalizör miktarı, çözelti pH'ı, ışığa maruz kalma süresi ve ışıkla boya çözeltisi arasındaki mesafe gibi parametreler detaylı bir şekilde incelenmiştir. ZTO nanoparçacıklar ilave edilmeden önce UV ışık altında oldukça kararlı davranan RhB çözeltisine DI-su ortamında sentezlenen ZTO nanoparçacıkların ilave edilmesiyle boya çözeltisinin 120 dakika ışığa maruz bırakılması sonucunda RhB boyasının % 97,90'ının bozunduğu gözlemlenmiştir. DI-su:Etanol ortamında sentezlenen nanoparçacıkların yine UV ışık altındaki bozunum değeri 120 dakikada % 86,47'dir. Özetle çözücü ortamının değiştirilmesiyle PC aktivitenin iyileştirilebileceği bulunmuştur. Görünür ışık deneylerinde en iyi bozunum değerine DI-su ortamında sentezlenen ZTO nanoparçacıkların varlığında gerçekleştirilen deneylerde ulaşılmıştır (400 dakikada % 88,18). Sonuç olarak yapılan tez çalışması kapsamında ZTO nanoparçacıkların hidrotermal yöntemle sentezi ve UV/görünür ışık altında sergilediği PC aktivitesi detaylı bir şekilde incelenmiş ve en uygun sentez/PC deney şartları belirlenmiştir., The synthesis of zinc-tin oxide (Zn2SnO4, ZTO) nanoparticles which are a new generation of three-component n-type semiconductors and investigation of their photocatalytic activity have attracted extensive research attention. ZTO nanoparticles are preferred photocatalyst materials for the removal of organic impurities due to their superior optical properties such as high electron and void mobility and low light absorbing ability. The structural and optical properties of the ZTO nanostructures often depend on the synthesis conditions of these particles. Therefore, controlled and reproducible synthesis of ZTO nano structures with effective photocatalytic activity is of great importance. The fact that these production methods allow the size and shape control of the synthesized ZTO nanoparticles as well as the fact that they can be applied without requiring complex equipment and infrastructure is another important issue in terms of providing economically efficient and high production. In this study, hydrothermal method was selected as the synthesis method which enables the synthesis of ZTO nanoparticles of desired purity and crystallinity at low temperature and high pH values without the need for additional heat treatment. This thesis focuses on two main topics; (i) Synthesis of ZTO nanoparticles by hydrothermal method in different solvent media; and (ii) determination of photocatalytic properties of the nanoparticles. In the experiments carried out with the support of TÜBİTAK 216M011 project, deionized water (DI-water) medium was used as the solvent during the synthesis of ZTO nanoparticles by hydrothermal method, and various parameters (temperature, duration, pH, starting chemicals ratio etc.) required for synthesis were determined. The synthesis procedure was then carried out using different solvent media under the most suitable experimental conditions. Experiments were carried out using DI-water: Ethanol, DI-water: Ethylene Glycol, DI-water: Methanol and DI-water: Propanol mixtures as the solvent medium, respectively. In the second part of the study, the degradation behavior of Rhodamine B (RhB) organic dyes under UV and visible light was investigated in order to determine the photocatalytic activity of ZTO nanoparticles synthesized by hydrothermal method in different solvent environments. In order to improve the photocatalytic properties of nanoparticles, degradation experiments were examined in detail such as different amount of catalysis, solution pH, light exposure time and distance between light and dye solution. Although RhB solution without ZTO nanoparticles behaved very stable under UV light, 97.90 % of the dye solution is degraded by adding ZTO nanoparticles under the 120 minutes light exposure. Furthermore, the decomposition value of RhB in the presence of nanoparticles synthesized in ethanol medium reached 86.47 % after 120 minutes UV light exposure. In summary, it has been found that photocatalytic activity can be improved by changing the solvent medium. In visible light experiments, the best degradation value was obtained in the experiments carried out in the presence of nanoparticles synthesized in DI-water medium (88.18 % in 400 minutes). As a result of this thesis, the synthesis of ZTO nanoparticles by hydrothermal method and photocatalytic activity of these nanoparticles under UV / visible lights were examined in detail and the most appropriate synthesis / photocatalytic test conditions were determined.

Polivinilborat (PVB)/titanyum dioksit (TiO2) nanokompozitler, polivinil alkolve borik asit’in TiO2 nanoparçacık varlığında çapraz bağlanmareaksiyonu ile sentezlenmiştir. Ağırlıkça %0, 10, 20 ve 30 oranında TiO2nanoparçacık içeren nanokompozitler elde edilmiştir ve hazırlanannanokompozitlerin fotokatalitik etkinliği metilen mavisinin sudaki çözeltisininUVA ışığı ve doğal güneş ışığı altındaki bozunumu ile ayrı ayrı çalışılmıştır.TiO2 katkısı ile PVB’nin fotokatalitik etkinliği artmıştır. Enyüksek fotokatalitik etkinlik, ağırlıkça %30 oranında TiO2 içerennanokompozit ile elde edilmiştir. FTIR analizi ile nanokompozitin kimyasalyapısı incelenmiştir. FTIR analizi ile, PVB ve TiO2 içeren PVBnanokompozitlerin başarılı bir şekilde sentezlendiği gösterilmiştir. SEM ve TEManalizleri ile nanokompozitlerin morfolojisi detaylı bir şekilde incelenmiştir.TiO2 nanoparçacıklarından oluşan 100 nm civarında kümeler TEMgörüntülerinde gözlenmiştir., Polyvinyl borate (PVB)/titanium dioxidenanocomposites were synthesized through the crosslinking reaction of polyvinylalcohol and boric acid in the presence of TiO2 nanoparticles.Nanocomposites containing 0, 10, 20 and 30 wt.% TiO2 nanoparticleswere obtained and the photocatalytic activity of the prepared nanocompositeswas studied by the degradation of methylene blue in aqueous solution under UVAlight and natural sun light, seperately. The photocatalytic activity of PVBincreased with TiO2 contribution. The highest photocatalyticactivity was obtained with the nanocomposite containing 30 wt.% TiO2.The chemical structure of the nanocomposite was investigated by FTIR analysis.FTIR analysis reveals that PVB and TiO2-containing PVBnanocomposites were successfully synthesized. Morphology of the nanocompositeswas studied in detail by SEM and TEM analyses. TiO2 aggregates ofabout 100 nm were observed on TEM images.

TEZ12867 Tez (Doktora) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2017. Kaynakça (s. 163-174) var. XXII, 175 s. :_res. (bzs. rnk.), tablo ;_29 cm. Bu çalışmada, elektrokimyasal çöktürme yöntemiyle morfolojik ve yapısal özellikler kontrollü bir şekilde değiştirilerek, çubuk, levha ve çiçek morfolojilerde nanoyapılı ZnO filmlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, çeşitli destek elektrolitlerin (KCl, CH3COONH4 ve CH3COONa) morfoloji üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Morfolojiyi çubuk yapıdan levha ve çiçek yapıya dönüştüren mekanizma FE-SEM ve XRD analizleri yardımıyla aydınlatılmaya çalışılmış ve detaylı bir şekilde açıklanmıştır. ZnO nanoyapılı malzemelerin yasak enerji aralıkları, elektronik ve yüzey özellikleri sırasıyla UV-vis analizi, Mott-Schottky ve temas açısı ölçümleri yardımıyla belirlenmiştir. Elde edilen ZnO nanoyapılardan, yüksek katalitik aktivite sergileyen morfolojinin nanolevha olduğu, bu morfolojinin gün ışığını etkili şekilde toplama ve dağıtma avantajı sunabildiği belirlenmiştir. Ayrıca, daha yüksek etkinlik gösteren nanolevha yapılı ZnO filmlerin katalitik özelliklerini arttırabilmek için, bu yapıların üretimi sırasında sentez çözeltisi içerisine farklı derişimlerde Mn ve Al katkılar ilave edilmiştir. İlave edilen katkıların ZnO nanoyapıların morfolojik, kristalografik, optik, elektronik ve yüzey özellikleri ile bant yapısı üzerine etkileri detaylı olarak araştırılmıştır. Mn ve Al katkılama ile ZnO nanoyapıların enerji bant aralıklarının (Eg) 2.60 eV’ a kadar düştüğü, elektronik ve kristalografik özelliklerinin iyileştirildiği belirlenmiştir. Bu özellikler, etanolün fotokatalitik parçalanması sırasında elektrotların etkinliği ile ilişkilendirilerek aydınlatılmaya çalışılmıştır. Sırasıyla, Al ve Mn katkılı ZnO nanoyapıların, katkısız ZnO nanoyapılara oranla çok daha yüksek fotokatalitik etkinlik gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. In this study, uniformity and reproducibility of well-defined nanostructured ZnO films were studied in different morphologies (rod, plate, flowers), by changing the critical parameters of electrochemical deposition method. For this purpose, the effect of various supporting electrolytes (KCl, CH3COONH4 ve CH3COONa) has been investigated. It was also studied and explained in detail, the mechanism of shifting the morphology from rod to plate to flower like structure of ZnO with the help of FE-SEM and XRD analyzes. The energy band gap (Eg) values, electronic and surface properties were determined by UV-Vis analysis, Mott-Schottky and contact angle measurements, respectively. It was found that the ZnO nanoplate morphology exhibiting high catalytic activity which can offer the advantage of effectively collecting and distributing sunlight (Light Harvesting Assembly). Also, in order to increase the catalytic properties of nanoplate structured ZnO films, Mn and Al were added in the synthesis solution, at different concentrations during the electrodeposition. The effects of dopants on the morphological, crystallographic, optical, electronic properties and band structure of ZnO nanostructures were investigated in detail. It has been determined that the band gap (Eg) of ZnO nanostructures are decreased to 2.60 eV and their electronic and crystallographic properties are improved by doping Mn and Al. These properties have been tried to be elucidated by associating with the activity of the electrodes during the photocatalytic degradation of ethanol. The Al and Mn-doped ZnO nanostructures exhibit much higher catalytic activity than the pure ZnO nanostructures, respectively. Bu Çalışma Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje no: FEF2014D4.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Bu çalışmada, saf TiO2 ve gümüş (Ag), tungsten (W) ve molibden (Mo) katkılı TiO2 filmler, sol-jel daldırma yöntemi ile soda-kireç camları üzerine kaplanmıştır. Filmlerin kristal yapıları, x-ışınları difraksiyonu (XRD) ve mikro-Raman spektroskopisi yöntemleri ile belirlenmiştir. Optik karakterizasyonlar, NKD cihazı ve UV-VIS-NIR spektrofotometresi ile gerçekleştirilmiştir. Sodyum göçünün etkilerini ortadan kaldırabilmek amacı ile soda-kireç camları üzerine, silika (SiO2), bariyer tabaka olarak kaplanmıştır. Filmlerin bakteriyel aktivitelerini test edebilmek amacıyla model hücre olarak Escherichia coli (E.coli) hücreleri kullanılmıştır. Bu çalışma kapsamında, gümüş, tungsten ve molibden katkılarının TiO2 filmlerinin antibakteriyel özellikleri üzerindeki etkileri sistematik ve kapsamlı olarak araştırılmış ve filmin kimyasal, yapısal ve optik özellikleri ile ilişkilendirilmiştir., In this study, thin films of sol-gel synthesized titanium dioxide (TiO2) and silver (Ag), tungsten (W) and molybdenum (Mo) doped TiO2 were dip-coated on soda-lime glass (SLG) and quartz substrates. The crystalline structure of the films was analyzed by X-Ray Diffraction (XRD) and micro-Raman techniques. Optical characterization was carried out by NKD analyzer and UV-VIS-NIR spectrophotometry. In order to maintain precise analysis, sodium poisoning was eliminated by pre-coating of soda-lime glasses with silicon dioxide (SiO2) barrier layer. The bactericidal activity of the films was examined by the photocatalytic degradation of Escherichia coli (E.coli) cells. In this study, the effect of silver, tungsten and molybdenum dopants on the antibacterial properties of TiO2 films were studied extensively and systematically and the relation with their optical, structural and chemical properties were demonstrated., Doktora, PhD