Fotokatalitik olarak herhangi bir kirliliğin katalizör yüzeyinde parçalanarak uzaklaştırılması katalizör yüzeyinde gerçekleştiği için, katalitik aktivite doğrudan adsorpsiyonun gerçekleştiği toplam yüzey alanına ve buna bağlı olarak tanecik boyutuna önemli ölçüde bağlıdır. Bu parametre üzerine birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen (Cao, 1999, Kim, 2001, Kemp, 2006, Venkatachalam, 2007, Hung, 2007), fotokatalitik aktivitenin yarı iletkenin yüzey alanından ve tanecik boyutundan nasıl etkilendiği, henüz kesinlik kazanmamıştır.
Lai ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, ZnO nanopartikülün hidrotermal yöntem kullanılarak sentenlenmiştir. Sentez sırasında çinko asetat dihidrat, sitrik asit ve sodyum hidroksit kimyasalları kullanılmıştır. Farklı miktarlarda kullanılan sitrik asit, düşük miktarlarda kullanıldığında, ultrasonik muamele ile birlikte Zn iyonlarının dağılımı ve kompleksleşmesinin arttığını tespit etmişlerdir. FT-IR spektroskopisi, SEM, TEM, XRD, TG, DRS sperktroskopi yöntemleri elde edilen ZnO nanopartiküllerinin karakterize edilmesi için kullanılmıştır. Fotokatalitik etkinliği rodamin B boyası kullanılarak UV ışık altında incelenmiştir. Sonuçlar, fotokataliz çalışmaları için ümit vaat eden bir katalizör olduğunu göstermektedir (Lai, 2011).
Liu ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, TiO2, ZnO ve CeO2 yarı iletkenlere farklı
oranlarda Ag nanokompozitleri karıştırarak güneş ışığı altında fotokatalitik aktivitelerine bakmışlardır. Ag katkılı metal oksit nanokompozitlerinin fotokatalitik aktivitesinin metilen mavisi boyasındaki renk gideriminde daha etkili olduğunu gözlemlemişlerdir. Elde ettikleri en iyi nanokompozit Ag-TiO2 nano kompoziti olmuştur ve yaklaşık 2 saatte metilen mavisi
boyasının %100 renk giderimi sağlamıştır (Liu, 2015).
Wang ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, ZnO nanopartikülün hidrotermal sentez yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Bu sentez sırasında kullanılan ham maddeler Zn(NO3)2.6H2O ve NH3.H2O 150 °C’de 10 saat bekletilmiştir. XRD, FTIR, SEM ve TEM
analizlerinden ZnO yapısının hegzogonal olduğu görülmüştür. Boyutlarının bir kısmının 5–20 μm arasında, bir kısmının 1–5 μm arasında genel yoğunluğun ise 0,5–3 μm arasında olduğu görülmüştür. PL analizleri sonucunda ise ZnO yapısının oda sıcaklığında 362, 384 ve 485 nm boylarında pik verdiği görülmüştür (Wang, 2013).
Saedy ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, hidrotermal yöntem başarılı bir şekilde uygulanmış ve CuO/ZnO/Al2O3 (CZA) arasındaki oran 6:3:1 olarak kullanılmıştır.
Kristalizasyon 3, 6, 9 ve 12 saat gibi farklı süreler olarak uygulanmıştır. Nanopartiküllerin karakterizasyonunda XRD, FESEM, EDX, FTIR, TG ve BET analizleri yapılmıştır. XRD sonuçlarından metal oksit yapısının ortalama boyutunun 20 nm olduğu görülmüştür. EDX analizlerinden homojen bir yapısı olduğu ve farklı çalışma koşullarından en iyi performansı 6 saatlik kristalizasyon süresi olduğu görülmüştür (Saedy, 2012).
He ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, solvotermal yöntemle farklı çözücüler kullanarak farklı karakteristik yapıya ve boyutlara sahip ZnO üretmişlerdir. Ürettikleri ZnO fotokatalizörünü 20 mg/L konsantrasyona sahip metil oranj boyar maddesinin fotokatalitik bozunması için kullanmışlardır. Karakteristik yapının fotokatalitik aktiviteyi değiştirdiği sonucuna varmışlardır. En yüksek fotokatalitik aktiviteyi gösteren madde ise çok parçalı (multipod) olarak adlandırdıkları ZnO fotokatalizörüdür ve metil oranj boyasının %44 renk giderimini 20 dakikada sağlamıştır (He, 2014).
Lee ve arkadaşlarını yaptığı çalışmada, hidrotermal metod kullanılarak ZnO nanopartikülün Si substrat yüzey üzerine biriktirilmiştir. Reaksiyon trisodyum citrate (TSC) konsantrasyonu kontrollü yürütülmüştür. TSC konsatrasyonu 0, 1,3 ve 2,6 mM olarak belirlenmiş ve yapısının hekzagonal kristal olduğu gözlemlenmiştir (Lee, 2013).
Kiomarsipour ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, ZnO üç farklı çözelti kullanılarak farklı yapılarda nano, submikro ve mikrorod boyutlarında hegzagonal yapıda olduğu görülmüştür. Düşük sıcaklıkta hidrotermal sentezde çinko nitrat hegzadihidrat kullanılmıştır. Karakterizasyonu sırasında XRD, FESEM ve PL analizleri yapılmıştır. Sonuçlardan ZnO hegzagonal yapıdaki ZnO’nun 50, 200 ve 500 nm çaplarında ve 300 nm, 1 μm ve 2 μm boylarında oldukları gözlemlenmiştir (Kiomarsipour, 2012).
Chen ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, ZnO nanokristallerini, n-bütilamin ve tetrahidrofuran ile çinko asetatın solvotermal reaksiyonlarından üretmiştir. Farklı yöntemlerle sentezledikleri ZnO nanokristallerinin fotokatalitik aktivitesini metil oranj boyasının bozunmasında test etmişlerdir. Ürettikleri en aktif madde 180 dakikada metilen oranj boyasını %85 bozundurmuştur (Chen, 2015).
Chain ve arkadaşlarını yaptığı çalışmada, Ag/ZnO hidrotermal sentez yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyonu sırasında XRD, FESEM, XPS, DRS, PL
analizleri yapılmıştır. Fotokatalitik bozunma sırasında Rodamin B (RhB) kullanılmıştır (Chain, 2013).
Xu ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, yeni bir fotokatalist kompozit olan Ag/AgCl/ZnO kompoziti hidrotermal sentez yöntemi kullanılarak iki adımda üretilmiştir. Karakterizasyonu sırasında XRD, TG-DSC, SEM, TEM, DRS ve XPS analizleri yapılmıştır. Bu analizlerin sonuçlarından kompozit yapısının 100nm–1μm boyutları arasında olduğu gözlemlenmiştir. Ag/AgCl/ZnO kompozitinin fotokatalitik aktivitesi metil oranj boyası kullanılarak araştırılmıştır (Xu, 2011).
Hamedani ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, nanokristal ZnO, çinko (II) asetat ve triatanol amin (TEA) başlangıç maddeleri ve saf su kullanılarak sentezlenmiştir. Sentez sonunda XRD, TEM, SEM ve FTIR analizleri yapılmıştır. Yapılan karakterizasyon analizlerinden sonra yapısının hegzagonal olduğu görülmüştür (Hamedani, 2006).
Pudukudy ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, çinko asetat ve sitrik asit kullanarak 400 °C ve 600 °C kalsinasyon sıcaklıklarında sentezledikleri ZnO nanopartiküllerini, metilen mavisi organik boya maddesinin renk gideriminde kullanmışlardır. 400 °C kalsinasyon sıcaklığında sentelenen ZnO nanopartiküllerinin daha yüksek aktivite gösterdiği ve bunun yüzey alanından kaynaklandığı sonucuna tespit etmişlerdir. Metilen mavisi boyar maddesinin renk giderimini için farklı boya konsantrasyonlarında incelemişlerdir. 5 mg/L, 10 mg/L, 15 mg/L, 20 mg/L, 25 mg/L, 30 mg/L konsantrasyona sahip boyar maddesini sırasıyla 6, 16, 45, 75, 115, 135 dakikada renk giderimini tamamen sağlamışlardır (Pudukudy,2014).
Peng ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, ZnO sentezi ve ZnO’nun fotokatalitik aktivitesini artırmak ayrıca fotokorozyonu önlemek için grafen oksit (rGO) yüzeyine ZnO nanopartiküllerin biriktirilmesi ultrason destekli bir sentez yöntemiyle geliştirilmiştir. Sentez sırasında çinko asetat dihidrat, gietilen glikol ve C.I. acid red 249 kimyasalları kullanılmıştır. Fotokataliz çalışmaları metilen mavisi organik boyası ve C.I. asit kırmızısı çözeltilerinde yapılmıştır. ZnO ve ZnO/rGO sentezlerinin fotokatalitik aktiviteleri karşılaştırıldığında, UV ışık altında metilen mavisi bozulması için %8.6 ve C.I. asit kırmızısı bozulması için %14.7 arttığı belirlenmiştir. Ayrıca ZnO’nun fotokorozyonu rGO ilavesi ile azalmıştır (Peng, 2015).
Chandran ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, sol-jel yöntemi ile çinko asetat dihidrat ve trietanolaminden ZnO üretmişlerdir. Ürettikleri ZnO fotokatalizörünün aktivitesine hümik asit katkılı 10 mg/L konsantrasyona sahip metilen mavisi boyar maddesinin bozunmasında
gözlemlemişlerdir. Hümik asitin varlığının fotokatalitik aktiviteyi olumsuz etkilediği sonucuna varmışlardır. Metilen mavisi boyar maddesinin 60 dakikada büyük orandan bozunduğunu saptamışlardır (Chandran, 2014).
Liu ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, sıkı bir şekilde sarılmış ve iyi hizalanmış üç boyutlu ZnO nanotel yapıları hidrotermal yöntem kullanarak sentezlenmiştir. Sentez sırasında çinko klorür, potasyum klorür ve amonyak kimyasalları kullanılmıştır. Yapılan XRD ve HRTEM karakterizasyonları sonucunda c-ekseni yönünde (002) yönelimli bir kristal yapısına sahip ZnO elde edildiği tespit edilmiştir. Fotokatalitik aktivite deneyleri UV ışık altında metil oranj organik boyası kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon kaynaklı renk gideriminin 150 dakika sonunda %10 civarında olduğu tespit edilirken, bu süre zarfında UV ışık altında renk gideriminin %100 olduğu belirlenmiştir (Liu, 2015).
Eskizeybek ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, kimyasal polimerizasyon yöntemi ile yeni bir Polianilin ve Polianilin/ZnO nanokompoziti başarıyla sentezlemiştir. Taramalı elektron mikroskopisi, transmisyon elektron mikroskopisi, X-ışını kırınımı, FTIR spektroskopisi, UV-vis spektroskopi ölçümleri elde edilen PANI ve PANI/ZnO nanokompozitin karakterize edilmesi için kullanılmıştır. Fotokatalitik etkinliği doğal güneş ışığı ve UV ışık altında metilen mavisi ve malahit yeşili organik boyasının bozulması ile araştırılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, ZnO nanopartiküllerinin ilavesi PANI homopolimerinin fotokatalitik etkinliğini arttırdığı ve fotokataliz çalışmaları için ümit vaat eden bir katalizör olduğunu tespit etmişlerdir (Eskizeybek, 2012).