Nano-fotokatalitik malzeme üretimi, karakterizasyonu ve fotokatalitik performans incelemesi

(1)

ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ  FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

DOKTORA TEZĠ

TEMMUZ 2019

NANO-FOTOKATALĠTĠK MALZEME ÜRETĠMĠ, KARAKTERĠZASYONU VE FOTOKATALĠTĠK PERFORMANS ĠNCELEMESĠ

Emre ALP

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Programı

(2)

(3)

ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ  FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

Emre ALP

(521122004)

NANO-FOTOKATALĠTĠK MALZEME ÜRETĠMĠ, KARAKTERĠZASYONU VE FOTOKATALĠTĠK PERFORMANS ĠNCELEMESĠ

DOKTORA TEZĠ

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Programı

Tez DanıĢmanı: Prof. Dr. M. KürĢat KAZMANLI EĢ DanıĢman: Doç. Dr. Aziz Genç

(4)

(5)

Tez DanıĢmanı : Prof. Dr. M. KürĢat KAZMANLI ...

Ġstanbul Teknik Üniversitesi

ĠTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü‘nün 521122004 numaralı Doktora Öğrencisi Emre ALP, ilgili yönetmeliklerin belirlediği gerekli tüm Ģartları yerine getirdikten sonra

hazırladığı ―NANO-FOTOKATALĠTĠK MALZEME ÜRETĠMĠ,

KARAKTERĠZASYONU VE FOTOKATALĠTĠK PERFORMANS ĠNCELEMESĠ‖ baĢlıklı tezini aĢağıda imzaları olan jüri önünde baĢarı ile sunmuĢtur.

Teslim Tarihi : 27 Haziran 2019

Savunma Tarihi : 29 Temmuz 2019

EĢ DanıĢman : Doç. Dr. Aziz GENÇ ...

Bartın Üniversitesi

Prof. Dr. Sebahattin GÜRMEN ...

Prof.Dr. Gökhan ORHAN ...

Ġstanbul Üniversitesi-CerrahpaĢa

Doç. Dr. Güldem Kartal ġireli ...

Öğr.Gör.Dr. Gökçe Hapçı Ağaoğlu...

Ġstanbul Üniversitesi-CerrahpaĢa

Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Mustafa Kamil ÜRGEN ...

(6)

(7)

v

(8)

(9)

ÖNSÖZ

Tez çalıĢmam boyunca destek ve yardımlarını esirgemeyen, tecrübeleri ve bilgileriyle beni yönlendiren danıĢman hocalarım Prof. Dr. KürĢat KAZMANLI ve Doç. Dr. Aziz GENÇ‘e

Tüm çalıĢmalarımda çok değerli yorumları ve tecrübesiyle bana birçok konuda yardımcı olan hocam Prof. Dr. Mustafa ÜRGEN‘e,

Laboratuvar çalıĢmalarımda hiçbir zaman yardımını esirgemeyen ve bana destek olan Erkan KAÇAR, Sinem ERASLAN, N. Münevver DOĞDUASLAN, Dilek DEMĠROĞLU, Çağatay YELKARASI ve Fatma Bahar ÜNAL‘a,

Birlikte çalıĢma imkanı bulduğum çok değerli laboratuvar arkadaĢlarıma,

Deney ve analiz çalıĢmalarımda yardımlarından dolayı Sevgin TÜRKELĠ, Hüseyin SEZER ve Seyhan ATĠK‘e,

EskiĢehir Teknik Üniversitesi‘ndaki olanaklarını bize açan Prof.Dr. Servet TURAN‘a ve elektron mikroskobu analizlerindeki destek ve yardımlarından dolayı Umut SAVACI‘ya,

Analizlerdeki yardımlarından dolayı Tuğçe GÜNAY‘a ve bu süreç boyunca yardımını esirgemeyen sevgili arkadaĢım Halil EġGĠN‘e,

Bu çalıĢmanın gerçekleĢebilmesi için 216M228 numaralı proje kapsamında maddi desteklerinden dolayı TÜBĠTAK‘a teĢekkür ederim.

Eğitim hayatım boyunca her zaman yanımda olan, en zor anlarda en büyük destekçilerim olan tüm aileme ve öncelikle Annem‘e, Babam‘a ve Ablam‘a,

Uzun ve yorucu çalıĢmalarım boyunca her anımda yanımda olan, hiçbir desteğini esirgemeyen ve tüm zorlukları benimle göğüsleyen sevgili eĢim, arkadaĢım, yoldaĢım Dt. Duygu ALP‘e candan ve yürekten teĢekkürü borç bilirim.

Her Ģey için çok teĢekkür ederim.

Haziran 2019 Emre ALP (Metalurji ve Malzeme Yüksek Mühendisi)

(10)

(11)

ĠÇĠNDEKĠLER Sayfa ÖNSÖZ ... vii ĠÇĠNDEKĠLER ... ix KISALTMALAR ... xi SEMBOLLER ... xiii

ÇĠZELGE LĠSTESĠ ... xiii

ġEKĠL LĠSTESĠ ... xvii

ÖZET ... xiiixxv

SUMMARY ... xiiix

1. GĠRĠġ ... 1

2. LĠTERATÜRE BAKIġ ... 7

2.1 Kataliz, Fotokataliz ve Fotokimya ... 7

2.2 Fotokatalitik Reaksiyonların Mekanizması ... 12

2.2.1 Doğrudan fotokatalitik iĢlem mekanizması ... 14

2.2.1.1 Langmuir-Hinshelwood prosesi ... 14

2.2.1.2 Eley-Rideal prosesi ... 15

2.2.2 Dolaylı fotokatalitik iĢlem mekanizması ... 17

2.3 Heterojen Fotokatalitik Sistemlerdeki Yarıiletken Malzemeler ve Prensipler 18 2.4 Yarıiletkenlerin Elektronik Bant Yapıları ... 21

2.5 Fotokatalitik Demir Oksit ... 31

2.6 Plazmon Destekli Fotokatalizörler ... 36

3. MATERYAL VE DENEYSEL YÖNTEM ... 41

4. DENEYSEL ÇALIġMALAR VE TARTIġMA ... 65

4.1 Karbonumsu Sert Altlık ile BoĢluklu Demir Oksit Sentezi ... 65

4.1.1 Karbonumsu kürelerin sentezi ... 66

4.1.2 BoĢluklu demir oksit kürelerin solvotermal yöntem ile sentezi ... 75

4.1.3 Sentezlenen tozların fotokatalitik performansları ve optik özellikleri ... 92

4.2 Bakır Oksit Kurban Altlık Kullanımı ile Demir Oksit Sentezi ... 96

4.2.1 Kurban altlık bakır oksit sentezi ... 96

4.2.2 Kurban altlık ile demir oksit sentezi ... 100

4.2.2.1 BakırOksit1 kurban altlık ile demir oksit sentezi ... 100

4.2.3 Sentezlenen Tozların Fotokatalitik Performansları ve Optik Özellikleri 121 4.3 Doğrudan Hidrotermal Yöntem ile Demir Oksit Sentezi ... 135

4.3.1 Sentezlenen tozların fotokatalitik performansları ve optik özellikleri .... 159

4.4 2D Fe2O3 – CuO Nanokompozit Sentezi ... 171

4.5 Termal Parçalanma Yöntemiyle ile Çinko Oksit Sentezi ... 179

(12)

4.6.1 Altın ile dekore edilen demir oksit tozların fotokatalitik test sonuçları ve optik özellikleri ... 198 5. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER ... 205 KAYNAKLAR....………....211 ÖZGEÇMĠġ………....225

(13)

KISALTMALAR Ads. : Adsorpsiyon AM : Air Mass BET : Brunauer-Emmett-Teller BM : Boyar Madde Des. : Desorpsiyon

DET : Doğrudan Elektron Transferi FFT : Fast Fourier Transform

G : Global

HRTEM : High-Resolution Transmission Electron Microscope IUPAC : International Union of Pure and Applied Chemistry ĠOP : Ġleri Oksidasyon Prosesi

LEMA : Lokal Elektromanyetik Alan

LYPR : Lokalize Yüzey Plazmon Rezonansı RET : Rezonant Enerji Transferi

ROÜ : Reaktif Oksijen Ürünler

RhB : Rodamin B

SEM : Scanning Electron Microscope TEM : Transmission Electron Microscope

US : Ultrasonik

(14)

(15)

SEMBOLLER

EA : Aktivasyon Enerjisi

ΔH : Reaksiyon Entalpisi ȠC : Kuantum Verimlilik

Ƞabs : IĢığın Absorplanması

Ƞnc : Yüklerin Ayrılma Verimi

Ƞcmt : Yüklerin TaĢınımı Verimi

Ƞcu : Yüklerin Kullanılma Verimi

r : Oksidasyon Reaktantların Reaksiyon Hızı

kr : Oksidasyon Reaktantların Spesifik Reaksiyon Hız Sabiti

ka : Reaktantların Denge Sabiti

kapp : Birinci Derece Hız Sabiti

t : Zaman e- : Elektron h+ : DeĢik (Delik)  : Absorpsiyon katsayısı h : Planck Sabiti ν : IĢık Frekansı λ : Dalgaboyu ɸoks : Oksidasyon Potansiyeli ɸred : Redüksiyon Potansiyeli χ : Elektronegativite R : Reflektans F(R) : Absorpsiyon Katsayısı B : Absorpsiyon Sabiti A : Absorbans ε : Absorpsiyon Katsayısı

l : Absorpsiyon Ortamında IĢığın Aldığı Yol

C : Kimyasal Madde Konsantrasyonu

Eg : Bant Aralığı

(16)

Ev : Değerlik (Valans) Bandı

EF : Fermi Enerjisi

(17)

ÇĠZELGE LĠSTESĠ

Sayfa

Çizelge 2.1 : Bilinen farklı demir oksitlerin özeti. ... 31 Çizelge 4.1 : D-glikoz‘ dan sentezlenen karbonumsu kürelerin sentez özetleri. ... 75 Çizelge 4.2 : Sert altlık karbonumsu küreleri kullanarak boĢluklu mezoporoz

α-Fe2O3 yapıların solvotermal olarak sentezlerinin özet çizelgesi. ... 91

Çizelge 4.3 : Sert altlık bakır oksit nano çubukların kullanılarak farklı morfolojilerde

sentezlenen α-Fe2O3 yapıların sentez Ģartlarının genel özeti. ... 120

Çizelge 4.4 : Doğrudan hidrotermal yöntemle farklı morfolojilerde sentezlenen

(18)

(19)

ġEKĠL LĠSTESĠ

Sayfa ġekil 1.1 : Ġleri Oksidasyon Prosesinin sınıflandırılması (US: ultrasonik) [15]. ... 4 ġekil 2.1 : A + B → C + D reaksiyonunun enerjisinin Ģematik gösterimi a)

katalizörsüz reaksiyon b) katalizörlü reaksiyon (ads: adsorpsiyon) [17].8

ġekil 2.2 : Katalitik heterojen reaksiyonun döngüsel doğasının Ģematik gösterimi

(Sabatier Kuralı) [20]. ... 10

ġekil 2.3 : Sabatier kuralını Ģematize eden volkan eğrisi. Sabatier maksimumun

solunda reaktantların konsentrasyonundaki hız pozitif düzene sahip iken Sabatier maksimumun sağında hız negatif düzene sahiptir [22]. ... 10

ġekil 2.4 : a) R‘nin P‘ye endotermik reaksiyon ile dönüĢümünde fotokimyasal (kalın

çizgi) ve termal potansiyel (ince çizgi) enerji diyagramı b) R‘nin P‘ye endotermik reaksiyon ile dönüĢümünde fotokimyasal (kalın çizgi) ve termal potansiyel (ince çizgi) enerji diyagramı (C, termal katalizör; PC, fotokatalizör) [23]. ... 11

ġekil 2.5 : Su ve oksijenin fotokatalitik reaksiyonda redüksiyonu ve oksidasyonu ile

oluĢan reaktif oksijen ürünler (ROÜ) [25]. ... 13

ġekil 2.6 : Langmuir-Hinshelwood Mekanizması: 2 molekül yüzeye adsorbe olarak

yüzeyde difüze olur ve yeni ürün oluĢana kadar birbirleriyle etkileĢirler ve yüzeyden desorbe olurlar. Eley-Rideal Mekanizması: bir molekül yüzeye adsorbe olur, diğeri ise yeni ürün oluĢana kadar adsorbe olmuĢ molekül ile etkileĢime girer ve yüzeyden desorbe olurlar [26]. ... 16

ġekil 2.7 : Heterojen fotokatalitik reaksiyonun temel mekanizmaları (ıĢığın

absorplanması (1), yüklerin uyarılması (2), yüklerin ayrılması ve taĢınımı (3, 4, 5), yüzeydeki elektrokatalitik reaksiyonlar (6, 7); VB, valans bandı; CB, iletim bandı; A, alıcı; D, donör) [32]. ... 19

ġekil 2.8 : Fotokatalitik verimi etkileyen faktörler ve ilgili mühendislik yaklaĢımları

[35]. ... 20

ġekil 2.9 : Yarıiletkenin N monomerik birim için moleküler orbital modeli ve N ‗e

bağlı olarak elektronik yapısının değiĢimi [36]. ... 21

ġekil 2.10 : a) dünya sınırında (kırmızı çizgi) solar spektrum ıĢıması ve deniz

seviyesindeki (mavi çizgi) ıĢıma ve atmosferdeki bileĢenlerin absorpladıkları dalga boyları. b) ASTM G173-03 standartlarındaki AM 1.5 G spektrumu [38]. ... 23

ġekil 2.11 : Sulu çözeltide bazı fotokatalitik yarıiletkenlerin pH=7‘de bant

pozisyonları ve potansiyel uygulama alanları [51]. ... 27

ġekil 2.12 : P-tipi fotokatot ve n-tipi fotoanot yarıiletkenlerin suyun redoks

potansiyellerine göre Z-Ģemasındaki bant düzenlerinin Ģematik gösterimi [59]. ... 29

ġekil 2.13 : 1 bar, 298,15 K ve pH=0‘ daki çözeltide yarıiletkenlerin hesaplanmıĢ

oksidasyon potansiyelleri (kırmızı bar) ve redüksiyon potansiyelleri (siyah bar) [59]. ... 30

(20)

ġekil 2.14 : ÇeĢitli boĢluklu yapı örneklerinin Ģematik gösterimi: solda) boĢluklu

küp/küre/tüp ortada) çok kabuklu boĢluklu küp/küre/tüp sağda) çekirdek-kabuk küresel/küp/fiber yapılar [93]. ... 36

ġekil 2.15 : Ġletim elektron bulutunun metal çekirdeğe göre yer değiĢtirmesini

gösteren plazmon salınımının Ģematik gösterimi [99]. ... 37

ġekil 2.16 : Plazmonik fotokatalizin geliĢmesine katkı sunan temel etkiler [95]. ... 38 ġekil 2.17 : Fotokatalitik nanoyapılardaki yük ayrılması mekanizmaları [112]. ... 39 ġekil 2.18 : Plazmonik nanopartikül-yarıiletken kompozit yapılarda saçılma

mekanizmasının Ģematik gösterimi [116]. ... 39

ġekil 3.1 : Nano partiküllerin sentezlenmesi ve diğer deneysel çalıĢmalarda

kullanılan kimyasalların bir kısmının görseli... 41

ġekil 3.2 : Nano partiküllerin sentezlenmesinde ve diğer iĢlemlerde kullanılan ultra

saf su üretme cihazının görseli. ... 42

ġekil 3.3 : Hassas terazi ve ultrasonikasyon cihazı görselleri. ... 42 ġekil 3.4 : Dijital ısıtıcılı manyetik karıĢtırıcı ve mantolu ısıtıcı cihazı görselleri. ... 43 ġekil 3.5 : Fotokatalitik partikül sentezinde hidrotermal sentezleme için kullanılan

otoklav ekipmanları. ... 43

ġekil 3.6 : Hidrotermal sentez sonrası elde edilen tozların teflon kap içerisindeki

örnek bir görseli. ... 45

ġekil 3.7 : a) Çöktürme iĢlemleri için kullanılan masa üstü santrifüj cihazı b)

temizleme/çöktürme iĢlemleri sonrasında alkol içerisindeki örnekler. . 45

ġekil 3.8 : a) Otoklav ile hidrotermal iĢlemlerde ve ısıl iĢlemlerde kullanılan etüv

cihazı b) yıkama ve temizlik iĢlemleri sonrası kurutma etüv cihazı. .... 46

ġekil 3.9 : Hidrotermal sentez sonrası temizlenmiĢ ve kurutulmuĢ tozlar. ... 47 ġekil 3.10 : Alümina küvet içinde ısıl iĢleme tabi tutulacak tozlar. ... 47 ġekil 3.11 : a) Programlanabilir vukumlu fırın cihazı. b) yüksek sıcaklık ısıl iĢlemleri

için programlanabilir ısıtma hızı ve zaman kontrollü yüksek sıcaklık fırını. ... 48

ġekil 3.12 : a) Üretilen malzemelerin faz analizi karakterizasyonu için kullanılan

X-IĢını Difraksiyon (XRD) cihazı. ... 48

ġekil 3.13 : Alan salım tabancalı taramalı elekton mikroskobu (FEG-SEM). ... 49 ġekil 3.14 : a) Optik özelliklerin belirlenmesinde kullanılan ve 185 nm-3300 nm

arasında çalıĢan 3 dedektörlü UV-VIS-NIR spektrofotometresi cihazı.50

ġekil 3.15 : AM 1.5 filtre ile çalıĢan güneĢ simülatörü ekip/ekipmanları. ... 52 ġekil 3.16 : a) 10 mg RhB./L olarak hazırlanan çözeltinin 2 saat boyunca AM1.5

filtreli güneĢ simülatörü altında tutulmasıyla elde edilen 30 dakika aralıklarla alınan numunelerin dalga boyu-absorbans grafiği b) 10 mg RhB./L konsantrasyonlu 80 ml‘lik çözeltiye 0,5 ml H2O2‘nin eklenmesi

ile yapılan H2O2/UV fotolizinin dalga boyu-absorbans grafiği c) 10 mg

RhB./L konsantrasyonlu 80 ml‘lik çözeltiye 1 ml H2O2‘in eklenmesi ile

yapılan H2O2/UV fotolizinin dalga boyu-absorbans grafiği d) deney

sonuçlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı ve konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (C0: baĢlangıç konsantrasyonu,

Ct: belirtilen zamandaki konsantrasyonu). ... 56

ġekil 3.17 : a) 10 mg RhB/L konsantrasyona sahip çözeltiye hiç H2O2 eklenmeyip 40

mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü altında 90 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları. b) 10 mg RhB/L konsantrasyona sahip çözeltiye 0,5 ml H2O2 ve 40 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü

(21)

boyu-absorbans spektrumları. c) 10 mg RhB/L konsantrasyona sahip çözeltiye 2 ml H2O2 ve 40 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli

güneĢ simülatörü altında 60 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları. d) deney sonuçlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı ve konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (C0: baĢlangıç konsantrasyonu, Ct: belirtilen zamandaki

konsantrasyonu, Ads.: adsorpsiyon, Des.: desorpsiyon). ... 58

ġekil 3.18 : a) 0,5 ml H2O2 içeren 80 ml‘lik 10 mg RhB/L konsantrasyona sahip

çözeltiye 20 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü altında 120 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları b) 0,5 ml H2O2 içeren80 ml‘lik 10

mg RhB/L konsantrasyona sahip çözeltiye 40 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü altında 120 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları c) 0,5 ml H2O2 içeren 80 ml‘lik 10 mg RhB/L

konsantrasyona sahip çözeltiye 60 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü altında 120 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları d) farklı konsantrasyonlardaki katalizörler ile yapılan deney sonuçlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı ve konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmüĢ hali (C0: baĢlangıç konsantrasyonu, Ct: belirtilen

zamandaki konsantrasyonu, Ads.: adsorpsiyon, Des.:desorpsiyon). .... 61

ġekil 3.19 : a) 0,5 ml H2O2 içeren 80 ml‘lik 5 mg RhB/L konsantrasyona sahip

çözeltiye 40 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü altında 120 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları. b) 0,5 ml H2O2 içeren80 ml‘lik 10

mg RhB/L konsantrasyona sahip çözeltiye 40 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü altında 120 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları. c) 0,5 ml H2O2 içeren 80 ml‘lik 20 mg RhB/L

konsantrasyona sahip çözeltiye 40 mg fotokatalizör eklenerek, AM1.5 filtreli güneĢ simülatörü altında 120 dakika tutulmasıyla elde edilen numunelere ait dalga boyu-absorbans spektrumları. d) aynı miktar katalizör ve farklı çözünmüĢ madde miktarları ile yapılan deney sonuçlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı ve konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmüĢ hali (C0: baĢlangıç

konsantrasyonu, Ct: belirtilen zamandaki konsantrasyonu, Ads.:

adsorpsiyon, Des.:desorpsiyon). ... 63

ġekil 4.1 : Altlık olarak kullanılan karbonumsu kürelerden metal oksit üretiminin

Ģematik gösterimi [155]. ... 66

ġekil 4.2 : Karbonumsu kürelerin sentezlenmesi sonrası elde edilmesi aĢamalarının

örnek bir görseli: a) Hidrotermal olarak sentezlenmiĢ karbonumsu kürelerin santrifüj iĢleminden önceki tüp içerisindeki görüntüsü b) santrifüjden sonraki görüntüsü, c) alkol ve su ile temizlik sonrası kurumak üzere etüvde bekleyecek alkol/karbonumsu küre karıĢımı d) temizlenmiĢ ve kurutulmuĢ, solvotermal iĢleme hazır karbonumsu küreler. ... 67

ġekil 4.3 : a) ve b) 0.5 M-40 ml su D-glikoz çözeltisinin 180 o_{C ‗de 4 saat boyunca}

gerçekleĢtirilen hidrotermal sentezi sonrası karbonumsu yapıların aydınlık alan STEM ve SEM görüntüsü. c) ve d) 0.5 M-40 ml su

(22)

D-glikoz çözeltisinin 170 o_{C ‗de 4 saat boyunca gerçekleĢtirilen}

hidrotermal sentezi sonrası karanlık alan STEM ve SEM görüntüsü. .. 68

ġekil 4.4 : a) 0.4 M-25 ml su D-glikoz çözeltisinin 160 o_{C‘de 6 saat boyunca}

gerçekleĢtirilen hidrotermal sentezi sonrası karbonumsu yapılar. b) 0.2 M-25 ml su D-glikoz çözeltisinin 160 oC‘de 6 saat boyunca gerçekleĢtirilen hidrotermal sentezi sonrası karbonumsu yapılar. c) 0.4 M-25 ml su D-glikoz çözeltisinin 160 oC‘de 24 saat boyunca gerçekleĢtirilen hidrotermal sentezi sonrası karbonumsu yapılar. d) 0.4 M-25 ml su D-glikoz çözeltisinin 170 oC‘de 6 saat boyunca gerçekleĢtirilen hidrotermal sentezi sonrası karbonumsu yapıların elektron mikroskobu görüntüleri. ... 69

ġekil 4.5 : 50 ml hacme sahip otoklav ile %50 doluluk oranında, 0.4 M-25 ml su

D-glikoz çözeltisinin 160 oC ‗de 12 saat boyunca gerçekleĢtirilen hidrotermal sentezi sonrası karbonumsu yapıların elektron mikroskobu görüntüleri. ... 70

ġekil 4.6 : 100 ml hacme sahip otoklav ile %50 doluluk oranında, 0.4 M-50 ml su

D-glikoz çözeltisinin 160 o_{C‘de 12 saat boyunca gerçekleĢtirilen}

hidrotermal sentezi sonrası ortalama tane boyutları 163 ± 25 nm olan karbonumsu kürelerin SEM ve STEM görüntüleri. ... 71

ġekil 4.7 : 100 ml hacme sahip otoklav ile %50 doluluk oranında farklı boyutta

küresel karbonumsular elde edilmesi için yapılan deneylerin elektron mikroskobu görüntüleri. a) 0.4 M-50 ml su D-glikoz çözeltisinin 160

o_{C‘de 24 saat boyunca b) 0.4 M-50 ml su D-glikoz çözeltisinin 160} o_{C‘de 18 saat boyunca, c) 0.8 M-50 ml su D-glikoz çözeltisinin 160} o_{C‘de 18 saat boyunca d) 0.8 M-50 ml su D-glikoz çözeltisinin 160} o_{C‘de 6 saat boyunca gerçekleĢtirilen hidrotermal sentezi sonrası}

karbonumsu kürelerin SEM ve/veya STEM görüntüleri. ... 72

ġekil 4.8 : 100 ml hacme sahip otoklav ile %50 doluluk oranında 0.4 M-50 ml su

D-glikoz çözeltisinin 180 o_{C‘de 12 saat boyunca boyunca gerçekleĢtirilen}

hidrotermal sentezi sonrası ortalama tane boyutları 349 ± 41 nm olan karbonumsu kürelerin SEM ve STEM görüntüleri. ... 73

ġekil 4.9 : a) Demir kaynağı FeCl3.6H2O tuzunun ve ürenin etanol ortamında

manyetik karıĢtırıcıda çözülmesini gösteren görsel. b) Homojen karıĢım elde edildikten sonra çözeltiye ―sert altlık‖ karbonun ilave edilme sonrası görseli. c) Temizlik, santrifüj ve etüvde kurutmadan sonra elde edilmiĢ olan demir iyonu kaplı karbonumsu kürelerin fırına kalsinasyon için konulmadan önceki görünümü. d) 450 o_{C ‗de 2 saat ısıl iĢlem}

gördükten ve fırında soğuma sonrası elde edilen numunelere ait görsel.77

ġekil 4.10 : a) ve b) ġekil 4.5‘deki görüntülerde verilen karbonumsu kürelerin Fe

iyonları ile kaplanması sonrası ısıl iĢlem uygulanmadan önceki halinden elde edilen numuneden alınan SEM ve aydınlık alan STEM görüntüleri. c)-f) Fe iyonları ile kaplanmıĢ karbonumsu kürelerin 500 oC‘de 1 saat boyunca hava ortamında ısıl iĢleme tabi tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan SEM ve aydınlık alan STEM görüntüleri (Fe-1 kodlu numune). ... 78

ġekil 4.11 : ġekil 4.7‘deki görüntülerde verilen ortalama tane boyutu 349 ± 41 nm

olan 100 mg karbonumsu kürelerin 55 o_{C‘de 3 saat boyunca 0.1 M}

FeCl3.6H2O ve 0.4 M üre içeren 20 ml‘lik etanol içerisinde kaplanması

(23)

sonrası elde edilen numuneden alınan aydınlık ve karanlık alan STEM görüntüleri (Fe-2 kodlu numune). ... 80

ġekil 4.12 : ġekil 11‘deki elektron mikroskobu görüntülerinde verilen boĢluklu

demir oksit küresel yapılardan alınan XRD paterni. ... 81

ġekil 4.13 : a-c) ġekil 4.10‘daki görsellerde verilen boĢluklu küresel hematit fazına

sahip nano partiküllere ait yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HR-TEM) görüntüleri. d) görsel Ģekil 4.12c‘den alınmıĢ ve yapının α-Fe2O3 fazına sahip olduğunu ortaya koyan elektron

difraksiyon paterni. ... 82

ġekil 4.14 : ġekil 4.5‘deki görüntülerde verilen ortalama tane boyutu 163 ± 25 nm

olan 150 mg karbonumsu kürelerin 55 o_{C‘de 3 saat boyunca 0.1 M}

FeCl3.6H2O ve 0.4 M üre içeren 20 ml ‗lik etanol ortamında kaplanması

ve 450 oC‘de 2 saat boyunca hava ortamında fırın içerisinde ısıl iĢleme tabi tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan aydınlık ve karanlık alan STEM görüntüleri (Fe-3 kodlu numune). ... 83

ġekil 4.15 : ġekil 4.6‘teki görüntülerde verilen ortalama tane boyutu 163 ± 25 nm

olan 150 mg karbonumsu kürelerin 55 o_{C‘de 5 saat boyunca 611 mg}

FeCl3.6H2O ve 612 mg üre içeren 10 ml etanol ve 20 ml saf su

karıĢımında kaplanması ve 450 o_{C‘de 2 saat boyunca hava ortamında}

fırın içerisinde ısıl iĢleme tabi tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan aydınlık alan STEM görüntüleri (Fe-4 kodlu numune). ... 84

ġekil 4.16 : Ortalama tane boyutu 163 ± 25 nm olan 484 mg karbonumsu kürelerin

55 oC‘de 5 saat boyunca 616 mg FeCl3.6H2O ve 612 mg üre içeren 10

ml etanol ve 20 ml saf su karıĢımında kaplanması ve 450 o_{C‘de 2 saat}

boyunca hava ortamında fırın içerisinde ısıl iĢleme tabi tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan aydınlık alan STEM görüntüleri (Fe-5 kodlu numune). ... 85

ġekil 4.17 : a) ġekil 4.13‘deki numunelere ait XRD pikleri, b) ġekil 4.14‘deki

numunelere ait XRD pikleri, c) ġekil 4.15‘deki numunelere ait XRD pikleri. ... 86

55 oC‘de 3 saat boyunca 1.81 g FeCl3.6H2O ve 1.83 g üre içeren 60 ml

etanol ve 20 ml saf su karıĢımında kaplanması ve 450 o

C de 2 saat boyunca hava ortamında fırın içerisinde ısıl iĢleme tabi tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan elektron mikroskobu görüntüleri (Fe-6 kodlu numune). ... 87

yaklaĢık 200 o_{C‘de 1 saat boyunca 2 g FeCl}

3.6H2O ve 200 mg üre

içeren 100 ml etilen glikol içinde solvotermal olarak kaplanması ve 450

o_{C‘de 2 saat boyunca hava ortamında fırın içerisinde ısıl iĢleme tabi}

tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan elektron mikroskobu görüntüleri (Fe-7 kodlu numune). ... 87

ġekil 4.20 : Ortalama tane boyutu 349 ± 41 nm olan 200 mg karbonumsu kürelerin 2

g FeCl3.6H2O ve 200 mg üre içeren 50 ml etilen glikol + 50 ml su

içinde solvotermal olarak kaplanması ve 450 o_{C‘de 2 saat boyunca hava}

ortamında fırın içerisinde ısıl iĢleme tabi tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan elektron mikroskobu görüntüleri (Fe-8 kodlu numune). ... 88

(24)

içinde solvotermal olarak kaplanması ve 450 o_{C‘de 2 saat boyunca hava}

ortamında fırın içerisinde ısıl iĢleme tabi tutulması sonrası elde edilen numuneden alınan geçirimli elektron mikroskobu görüntüleri (Fe-9 kodlu numune). ... 89

ġekil 4.22 : a) Fotokatalitik test sırasında belirtilen zamanlarda alınan RhB

çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları b) RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (C0:

baĢlangıç konsantrasyonu, Ct: belirtilen zamandaki konsantrasyonu,

kullanılan fotokatalizörün elektron mikroskobu görüntüsü grafik içinde verilmektedir) c) fotokataltik testte kullanılan fotokatalizöre ait difüz reflektans spektrumu d) difüz reflektans spektrumunun Kubelka-Munk fonksiyonu ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumu e) Tauc yaklaĢımı ile yarıiletkenin optik bant geniĢliğinin belirlenmesi f) sulu ortamda disperse edilmiĢ fotokatalitik partiküllü karıĢımın UV-Vis absorpsiyon spektrumu. ... 95

ġekil 4.23 : 0.2 M Cu-Sülfat (2.5 g) tuzundan, 1 g polivinilpirolidon (PVP) ve 0.05

M sodyum dihidrojen fosfat dihidrat (SDP, 0.38 g) kullanarak elde edilen BakırOksit1 kodlu ~ 60 nm boyunda ~20 nm geniĢliğindeki nano çubukların STEM görüntüleri. ... 98

ġekil 4.24 : 0.2 M Cu-Asetat (2 g) tuzundan, 0.05 M sodyum dihidrojen fosfat

dihidrat (SDP, 0.38 g) kullanarak elde edilen BakırOksit2 kodlu ~ 60 nm boyunda ~20 nm geniĢliğindeki nano çubukların SEM ve karanlık alan STEM görüntüleri. ... 98

ġekil 4.25 : 0.2 M Cu-Asetat (2 g) tuzundan, 1 g polivinilpirolidon (PVP) ve 0.05 M

sodyum dihidrojen fosfat dihidrat (SDP, 0.38 g) kullanarak elde edilen BakırOksit3 kodlu ~ 60 nm boyunda ~20 nm geniĢliğindeki nano çubukların STEM görüntüleri. ... 98

ġekil 4.26 : Solvotermal olarak sentezlenen BakırOksit1, BakırOksit2 ve

BakırOksit3 ‗e ait X-IĢını Difraksiyon pikleri. ... 99

ġekil 4.27 : 150 mg Bakıroksit1 kurban altlık ve 300 mg FeCl3.6H2O tuzunun 200 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların}

SEM, aydınlık ve karanlık alan STEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-1

kodlu numune). ... 101

ġekil 4.28 : 150 mg Bakıroksit1 kurban altlık ve 300 mg FeCl3.6H2O tuzunun 200 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların}

a-c) TEM görüntüleri, d-e) HR-TEM görüntüleri ve f) e‘den alınan difraksiyon paterni. ... 101

ġekil 4.29 : 150 mg Bakıroksit1 kurban altlık, 300 mg FeCl3.6H2O tuzu ve 0.05 M

Na2SO4 (370 mg) eklenmesiyle 200 oC‘de 12 saat hidrotermal olarak

sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM ve aydınlık alan STEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-2 kodlu numune). ... 102

ġekil 4.30 : 150 mg Bakıroksit1 kurban altlık ve 1.5 g FeCl3.6H2O demir tuzunun,

200 oC‘ de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-3 kodlu numune). ... 103

ġekil 4.31 : 150 mg Bakıroksit1 kurban altlık, 1.5 g FeCl3.6H2O tuzu ve 0.1 M

Na2SO4 (740 mg) eklenmesiyle 200 oC‘de 12 saat hidrotermal olarak

sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM ve aydınlık alan STEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-4 kodlu numune). ... 104

(25)

ġekil 4.32 : 150 mg Bakıroksit2 kurban altlık ve 600 mg FeCl3.6H2O tuzunun, 200 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların}

SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-5 kodlu numune). ... 105

ġekil 4.33 : 150 mg Bakıroksit2 kurban altlık, 600 mg FeCl3.6H2O tuzu ve 18 mg

tetrakloroaurik (III) asit trihidrat (HAuCl4·3H2O) içeren 50 ml‘lik sulu

çözeltinin 200 o_{C‘de 12 saat boyunca hidrotermal olarak}

sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM, aydınlık ve karanlık alan STEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-6 kodlu numune). ... 106

ġekil 4.34 : 150 mg Bakıroksit2 kurban altlık ve 300 mg FeCl3.6H2O tuzunun, 200 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların}

SEM, aydınlık ve karanlık alan STEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-7

ġekil 4.35 : Fe2O3@CuO-7 kodlu numuneye ait, 150 mg Bakıroksit2 kurban altlık ve

300 mg FeCl3.6H2O tuzunun, 200 oC‘de 12 saat hidrotermal olarak

sentezlenmesiyle elde edilen ortalama 100 nm boyutlarında pseudo-kübik yapıların a-e) HR-TEM görüntüleri f) e‘den alınan difraksiyon paterni. ... 108

NaCl (292 mg) içeren 50 ml‘lik sulu çözeltinin 200 o_{C‘de 12 saat}

boyunca hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM, aydınlık ve karanlık alan STEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-8

ġekil 4.37 : Fe2O3@CuO-8 kodlu numuneye ait, 150 mg Bakıroksit2 kurban altlık,

300 mg FeCl3.6H2O tuzu ve 0.1 M NaCl (292 mg) içeren 50 ml‘lik sulu

çözeltinin 200 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde}

edilen plakasal yapıların a-e) HR-TEM görüntüleri f) e‘den alınan difraksiyon paterni. ... 109

ġekil 4.38 : 150 mg Bakıroksit3 kurban altlık ve 600 mg FeCl3.6H2O tuzu içeren 50

ml‘lik sulu çözeltinin 200 o_{C‘de 12 saat boyunca hidrotermal olarak}

sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-9

NaCl (1.46 g) içeren 50 ml‘lik sulu çözeltinin 200 o_{C‘de 12 saat}

boyunca hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-10 kodlu numune). ... 112

ġekil 4.40 : 150 mg Bakıroksit3 kurban altlık, 600 mg FeCl3.6H2O tuzu ve 1 g

sodyum dodesil sülfat (SDS) içeren 50 ml‘lik sulu çözeltinin 200 o_C‘de

12 saat boyunca hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-11 kodlu numune). ... 113

Na2SO4 (370 mg) içeren 50 ml‘lik sulu çözeltinin 200 oC‘de 12 saat

boyunca hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların aydınlık ve karanlık alan STEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-12 kodlu

numune). ... 114

ġekil 4.42 : 300 mg FeCl3.6H2O ve 292 mg NaCl içeren 50 ml‘lik sulu çözeltide hiç

kurban altlık kullanılmadan 200 o_{C‘de 12 saat boyunca gerçekleĢtirilen}

hidrotermal sentezde elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-13 kodlu numune). ... 115

ġekil 4.43 : 300 mg FeCl3.6H2O ve 292 mg NaCl içeren 50 ml‘lik sulu çözeltide 10

(26)

mg BakırOksit3 kullanılarak 200 o_{C‘de 12 saat boyunca gerçekleĢtirilen}

mg BakırOksit3 kullanılarak 200 o_{C‘de 12 saat hidrotermal sentezinde}

elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-17 kodlu numune).117

mg BakırOksit3 kurban altlık kullanılarak 200 o_{C‘de 12 saat}

hidrotermal sentezinde elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-18 kodlu numune). ... 117

mg BakırOksit3 kurban altlık kullanılarak 200 o_{C‘de 12 saat}

hidrotermal sentezinde elde edilen yapıların SEM görüntüleri (Fe2O3@CuO-19 kodlu numune). ... 118

çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları b) RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (kullanılan fotokatalizörün elektron mikroskobu görüntüsü grafik içinde verilmektedir) c) fotokataltik testte kullanılan fotokatalizöre ait difüz reflektans spektrumu d) difüz reflektans spektrumunun Kubelka-Munk fonksiyonu ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumu e) Tauc yaklaĢımı ile yarıiletkenin optik bant geniĢliğinin belirlenmesi f) sulu ortamda disperse edilmiĢ fotokatalitik partiküllü karıĢımın UV-Vis absorpsiyon spektrumu. ... 123

çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları b) RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (kullanılan fotokatalizörün elektron mikroskobu görüntüsü grafik içinde verilmektedir) c) fotokataltik testte kullanılan fotokatalizöre ait difüz reflektans spektrumu d) difüz reflektans spektrumunun Kubelka-Munk

(27)

fonksiyonu ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumu e) Tauc yaklaĢımı ile yarıiletkenin optik bant geniĢliğinin belirlenmesi f) sulu ortamda disperse edilmiĢ fotokatalitik partiküllü karıĢımın UV-Vis absorpsiyon spektrumu. ... 125

çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları b) RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (kullanılan fotokatalizörün elektron mikroskobu görüntüsü grafik içinde verilmektedir) c) fotokataltik testte kullanılan fotokatalizöre ait difüz reflektans spektrumu d) difüz reflektans spektrumunun Kubelka-Munk fonksiyonu ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumu e) Tauc yaklaĢımı ile yarıiletkenin optik bant geniĢliğinin belirlenmesi f) sulu ortamda disperse edilmiĢ fotokatalitik partiküllü karıĢımın UV-Vis absorpsiyon spektrumu. ... 128

(28)

UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (kullanılan fotokatalizörün elektron mikroskobu görüntüsü grafik içinde verilmektedir) c) fotokataltik testte kullanılan fotokatalizöre ait difüz reflektans spektrumu d) difüz reflektans spektrumunun Kubelka-Munk fonksiyonu ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumu e) Tauc yaklaĢımı ile yarıiletkenin optik bant geniĢliğinin belirlenmesi f) sulu ortamda disperse edilmiĢ fotokatalitik partiküllü karıĢımın UV-Vis absorpsiyon spektrumu. ... 131

ġekil 4.60 : 1000 mg demir nitrat nonahidrat (Fe(NO3)3·9H2O) tuzu ile 1470 mg

sodyum sitrat tribazik dihidratın, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o_C‘de

12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası SEM görüntüleri d-e) 450 o_{C‘de 2 saat}

boyunca ısıl iĢlem sonrası SEM görüntüleri f) numuneye ait XRD paternleri (HT-1 kodlu numune). ... 136

(29)

içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde}

edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası SEM görüntüleri d) sentez sonrası ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca ısıl iĢlem sonrası}

numunelere ait XRD paternleri (HT-2 kodlu numune). ... 137

sodyum dodesil sülfat (SDS- CH₃ (CH₂ )₁ ₁ SO₄ ) anyonik yüzey aktif maddesinin, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal}

olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası SEM görüntüleri d) sentez sonrası ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca}

ısıl iĢlem sonrası numunelere ait XRD paternleri (HT-3 kodlu numune).138

Na2CO3, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 oC‘de 12 saat hidrotermal

olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası SEM görüntüleri d) sentez sonrası ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca}

Na2SO4, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 oC‘de 12 saat hidrotermal

olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası SEM görüntüleri d-e) ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca ısıl iĢlem}

sonrası SEM görüntüleri f) sentez sonrasu ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca}

ġekil 4.65 : 1000 mg demir-nitrat nonahidrat (Fe(NO3)3·9H2O) tuzu ile 292 mg

NaCl, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o

C'de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası SEM görüntüleri d) sentez sonrası ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca ısıl}

iĢlem sonrası numunelere ait XRD paternleri (HT-6 kodlu numune). 142

NaOH‘in, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal}

olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası SEM görüntüleri d-e) ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca ısıl iĢlem}

sonrası SEM görüntüleri f) sentez sonrası ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca}

NaOH‘in, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal}

olarak sentezlenmesi ve sonrasında 250 o_{C‘de 4 saat boyunca ısıl iĢleme}

tabi tutulmasıyla elde edilen yapıların a-e) TEM/HRTEM görüntüleri f) e‘de yer alan görüntüden alınan difraksiyon paterni (HT-7 kodlu numune). ... 145

KOH, 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak}

sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) sentez sonrası ve 250 oC‘de 4 saat boyunca ısıl iĢlem sonrası numunelere ait XRD paternleri (HT-8 kodlu numune). ... 147

NaOH, 40 ml ultra saf su + 10 ml etil alkol içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat}

hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) sentez sonrasu ve 250 oC‘de 4 saat boyunca ısıl iĢlem sonrası numunelere ait XRD paternleri (HT-9 kodlu numune). ... 148

(30)

NaOH, 25 ml ultra saf su + 25 ml etil alkol içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat}

hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) sentez sonrası ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca ısıl iĢlem sonrası numunelere ait}

XRD paternleri (HT-10 kodlu numune)... 149

NaOH, 50 ml etil alkol içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak}

sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) sentez sonrası ve 250 o_{C‘de 4 saat}

boyunca ısıl iĢlem sonrası numunelere ait XRD paternleri (HT-11 kodlu numune). ... 150

KOH, 40 ml ultra saf su + 10 ml etil alkol içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat}

hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) sentez sonrası numuneye ait XRD paternleri (HT-12 kodlu numune). ... 151

hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) ısıl iĢlem öncesi ve 250 o_{C‘de 4 saat boyunca ısıl iĢlem sonrası numunelere ait}

XRD paternleri (HT-13 kodlu numune)... 152

hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) sentez sonrası numuneye numunelere ait XRD paternleri (HT-14 kodlu numune). ... 153

KOH, 50 ml etil alkol içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak}

sentezlenmesiyle elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) sentez sonrası numuneye ait XRD paternleri (HT-15 kodlu numune). ... 154

ġekil 4.76 : 1000 mg demir nitrat nonahidrat (Fe(NO3)3·9H2O) tuzunun, 50 ml etil

alkol içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle}

elde edilen yapıların a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d sentez sonrası numuneye ait XRD paternleri (HT-16 kodlu numune). ... 155

ġekil 4.77 : 1000 mg demir nitrat nonahidrat (Fe(NO3)3·9H2O) ve 0,1 ml %65

konsantrasyonlu nitrik asitin (HNO3), 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların}

a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) numunelere ait XRD paternleri (HT-17 kodlu numune). ... 156

ġekil 4.78 : 1000 mg demir nitrat nonahidrat (Fe(NO3)3·9H2O) ve 1 ml %65

konsantrasyonlu nitrik asitin (HNO3), 50 ml ultra saf su içerisinde 160 o_{C‘de 12 saat hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yapıların}

a-c) hidrotermal sentez sonrası elektron mikroskobu görüntüleri d) numunelere ait XRD paternleri (HT-18 kodlu numune). ... 157

(31)

çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları b) RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (kullanılan fotokatalizörün elektron mikroskobu görüntüsü grafik içinde verilmektedir) c) fotokataltik testte kullanılan fotokatalizöre ait difüz

(32)

reflektans spektrumu d) difüz reflektans spektrumunun Kubelka-Munk fonksiyonu ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumu e) Tauc yaklaĢımı ile yarıiletkenin optik bant geniĢliğinin belirlenmesi f) sulu ortamda disperse edilmiĢ fotokatalitik partiküllü karıĢımın UV-Vis absorpsiyon spektrumu. ... 164

çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları b) RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmesi (kullanılan fotokatalizörün elektron mikroskobu görüntüsü grafik içinde verilmektedir) c) fotokataltik testte kullanılan fotokatalizöre ait difüz reflektans spektrumu d) difüz reflektans spektrumunun Kubelka-Munk fonksiyonu ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumu e) Tauc yaklaĢımı ile yarıiletkenin optik bant geniĢliğinin belirlenmesi f) sulu ortamda disperse edilmiĢ fotokatalitik partiküllü karıĢımın UV-Vis absorpsiyon spektrumu. ... 167

(33)

ġekil 4.90 : 0,05 M bakır asetat (500 mg, C⁠4H⁠6CuO⁠4·H⁠2O) ve 1 g

polivinilpirolidon (PVP, ((C⁠6H⁠9NO)⁠n, ortalama molekül ağırlığı

40000 g/mol) ve 2,5 M‘lık NaOH‘in 50 ml‘lik karıĢımının etüv içerisinde 140 o_{C‘de 1 saat boyunca otoklav içerisinde sentezlenmesi}

ile elde edilen yapıların SEM görüntüleri. ... 172

ġekil 4.91 : a) solvotermal olarak sentezlenen kurban bakır oksit çubukların karanlık

alan geçirimli elektron mikroskobu görüntüleri b) bakır oksit çubuklara ait x-ıĢını difraksiyon paternleri. ... 173

ġekil 4.92 : 150 mg bakır oksit kurban altlık ve 300 mg demir (III) klorür

hekzahidrat 50 ml ultra saf suda, 200 oC‘de 12 boyunca hidrotermal olarak sentezlenmesiyle elde edilen ürünlerin SEM, karanlık alan ve aydınlık alan STEM görüntüleri. ... 173

ġekil 4.93 : 40 mg Fe2O3 ve 0,05 M bakır asetat (500 mg, C⁠4H⁠6CuO⁠4·H⁠2O),

1 g polivinilpirolidon (PVP, ((C⁠6H⁠9NO⁠n, 40000 g/mol), 2,5 M 10

ml‘lik NaOH 40 ml ultra saf su ile otoklavda 140 o_{C‘de 1 saat boyunca}

hidrotermal olarak sentezlenmesi ile elde edilen yapıların taramalı elektron mikroskobu görüntüleri. ... 175

ġekil 4.94 : a) 2D Fe2O3–CuO nanokompozit yapılardan birine ait geçirimli elektron

mikroskobu (TEM) görüntüsü b) CuO plakadan alınmıĢ yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HR-TEM) görüntüsü ve ona ait hızlı Fourier dönüĢümü spektrumu (FFT) (kırmızı kutu içinde veriliyor) c) a‘daki görüntünün sağ alt tarafındaki α-Fe2O3

nanopullardan alınmıĢ yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HR-TEM) görüntüsü ve ona ait hızlı Fourier dönüĢümü spektrumu (FFT) (yeĢil kutu içinde veriliyor). ... 175

ġekil 4.95 : Sentezlenen tozlara ait x-ıĢını difraksiyon karakterleri a) CuO plakalar b)

(34)

ġekil 4.96 : Tozlara ait difüz reflektans spektrumunların Kubelka-Munk fonksiyonu

ile absorpsiyona dönüĢtürülmüĢ spektrumları... 178

ġekil 4.97 : a) CuO ile yapılan fotokatalitik test sırasında belirtilen zamanlarda

alınan RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları b) α-Fe2O3

ile yapılan fotokatalitik test sırasında belirtilen zamanlarda alınan RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları c) 2D Fe2O3–CuO nanokompozit ile yapılan fotokatalitik test sırasında belirtilen zamanlarda alınan RhB çözeltilerinin UV-Vis absorpsiyon spektrumları d) farklı tozlarla yapılan fotokatalitik testlerin UV-Vis absorpsiyon spektrumlarının Beer-Lambert kanununa göre aydınlatma zamanı-konsantrasyon grafiğine dönüĢtürülmüĢ hali. ... 178

ġekil 4.98 : 0,6 M Çinko asetat dihidrat (2 g, (CH3COO)2Zn•2H2O ) tuzunun 15 ml

etilen glikol ortamında alümina kapaklı alümina potada 12 saat boyunca 250 oC‘de termal parçalanma yöntemiyle elde edilen çinko oksit tozların a-d) alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu görüntüleri (FE-SEM) e) aydınlık alan taramalı elektron mikroskobu görüntüsü (STEM) ve f) yapılara ait x-ıĢını difraksiyon paterni (ZnO-EG-12 kodlu numune). ... 180

ġekil 4.99 : 0,6 M Çinko asetat dihidrat (2 g, (CH3COO)2Zn•2H2O ) tuzunun 15 ml

etilen glikol ortamında alümina kapaklı alümina potada 3 saat boyunca 250 oC‘de termal parçalanma yöntemiyle elde edilen çinko oksit tozların a-c) alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu görüntüleri (FE-SEM) d) yapılara ait x-ıĢını difraksiyon paterni (ZnO-EG-3 kodlu numune). ... 181

ġekil 4.100 : 0,6 M Çinko asetat dihidrat (2 g, (CH3COO)2Zn•2H2O) tuzunun 15 ml

ġekil 4.101 : 0,6 M Çinko asetat dihidrat (2 g, (CH3COO)2Zn•2H2O) tuzunun 15 ml

ġekil 4.102 : Mezoporoz küresel ZnO yapıların Ostwald ĠrileĢmesi mekanizması ile

görsel olarak gösterimi. ... 184

ġekil 4.103 : 2 g Çinko asetat dihidrat (2 g, (CH3COO)2Zn•2H2O) tuzunun hiçbir

çözücü ortam kullanılmadan alümina kapaklı alümina potada 12 saat boyunca 250 oC‘de termal parçalanma yöntemiyle elde edilen çinko oksit tozların a-b) alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu görüntüleri (FE-SEM) c) aydınlık alan STEM görüntüsü ve d) yapılara ait x-ıĢını difraksiyon paterni (ZnO-TD kodlu numune). ... 185

ġekil 4.104 : 2 g Çinko asetat dihidrat (2 g, (CH3COO)2Zn•2H2O) tuzunun 8 ml

etilen glikol/7 ml H2O karıĢım ortamında alümina kapaklı alümina

potada 12 saat boyunca 250 oC‘de termal parçalanma yöntemiyle elde edilen çinko oksit tozların a-b) FE-SEM görüntüleri c) aydınlık alan STEM görüntüsü ve d) numuneye ait x-ıĢını difraksiyon paterni (ZnO-EG/H2O kodlu numune). ... 187