Katkılanmış Grafen Oksit Nanofiber Üretimi ve Karakterizasyonu
Türk A.(Yürütücü), Ak Azem N. F., Birlik I., Kanbur K., Sargın F.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Araştırma Projesi, 2020 - 2023
- Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
- Destek Programı: BAP Araştırma Projesi
- Başlama Tarihi: Temmuz 2020
- Bitiş Tarihi: Mart 2023
Proje Özeti
Endüstriyel gelişme, nüfus artışı, yükselen enerji gereksinimi ve çevre kirliliği, temiz enerji üretimini ve sürdürülebilir teknolojilerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Güneş enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürülmesinde kullanılan fotokatalizörler; hidrojen üretimi, CO₂ indirgenmesi, organik kirleticilerin parçalanması ve mikroorganizmaların etkisiz hâle getirilmesi gibi uygulamalarda önemli rol oynamaktadır. Ancak birçok fotokatalizörün yalnızca güneş spektrumunun sınırlı bir bölümünü oluşturan ultraviyole ışık altında etkin olması, kullanım alanlarını kısıtlamaktadır. Bu nedenle görünür ışık altında yüksek aktivite gösterebilen fotokatalizörlerin geliştirilmesi önem taşımaktadır. Fotokatalitik performans; bant aralığı, enerji bantlarının konumu ve foto-indüklenmiş elektron–boşluk çiftlerinin rekombinasyon hızıyla ilişkilidir. TiO₂ gibi geniş bant aralığına sahip yarı iletkenler, yüksek kararlılıklarına rağmen görünür ışıktan yeterince yararlanamamaktadır. Bu sınırlamaların giderilmesi için fotokatalizörlerin katkılama ve hibrit yapı oluşturma yöntemleriyle modifiye edilmesi yaygın olarak uygulanmaktadır. Grafen oksit (GO), oksijen içeren fonksiyonel grupları, ayarlanabilir elektronik özellikleri ve yüksek özgül yüzey alanı nedeniyle fotokatalitik uygulamalar için umut vadeden bir malzemedir. GO’nun azot (N) ve bor (B) ile katkılanması, elektronik yapısının düzenlenmesini ve fotokatalitik performansının geliştirilmesini sağlayabilir. Katkılı GO esaslı nanofiber membranlara yönelik çalışmaların sınırlı olması ise bu projenin özgün değerini oluşturmaktadır. Elektro eğirme yöntemi, yüksek yüzey alanına ve gözenekliliğe sahip nanofiber membranların düşük maliyetle üretilmesine olanak sağlamaktadır. Proje kapsamında, modifiye Hummers yöntemiyle katkısız, N katkılı ve B katkılı GO üretilecektir. Malzemeler Raman, XRD, FTIR ve XPS teknikleriyle karakterize edilecektir. Ardından uygun polimer ve çözücü kullanılarak farklı voltajlarda elektro eğirme yöntemiyle GO esaslı nanofiber membranlar hazırlanacaktır. Nanofiberlerin morfolojisi SEM ile incelenecek; katkı türü ve üretim koşullarının zamana bağlı fotokatalitik verim üzerindeki etkileri karşılaştırılacaktır.