Production and optimization of tungsten oxide - graphene oxide composites for photocatalytic applications


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: KÜRŞAT KANBUR

Danışman: Işıl Birlik

Özet:

Metal oksitler, fotokatalitik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan malzemeler olmakla birlikte, yüksek bant aralığı ve uyarılmış yüklerin hızlı rekombinasyonu gibi sınırlamalardan ötürü düşük fotokatalitik etkinlik göstermektedir. Bu tez çalışmasında, geleneksel metal oksit fotokatalizörlere alternatif olarak tungsten oksit (WO3)-katkılı indirgenmiş grafen oksit (rGO) tabanlı kompozit fotokatalizörlerin üretimi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında, öncelikle GO üretim parametreleri optimize edilmiştir. Daha sonra azot katkılı GO (N katkılı GO) sentezlenmiş ve metilen mavisi (MB) adsorpsiyon deneyleri ile optimum N katkılama oranı belirlenmiştir. Elektro eğirme yöntemiyle, GO ve N katkılı GO içeren PVP nanofiberler üretilmiş ve yapısal, morfolojik ve boya adsorpsiyon özellikleri değerlendirilmiştir. Ayrıca, WO3 nanofiberleri elektro eğirme, WO3 nanopartikülleri ise hidrotermal yöntemle üretimi optimize edilmiştir. Ardından, WO3-rGO ve WO3-N katkılı rGO kompozitleri nanopartikül ve nanofiber morfolojilerinde başarıyla sentezlenmiştir. Numuneler üzerinde yapısal, morfolojik ve MB kullanılarak fotokatalitik analiz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, %10 GO içeren WO3-rGO ve WO3-N katkılı rGO nanopartikül kompozitleri 60 dakika sonunda sırasıyla %74,8 ve %81,25 oranında MB giderimi gerçekleştirmiştir. Bunun yanında %5 GO ilaveli WO3-rGO ve WO3-N katkılı rGO nanofiber kompozitleri de 60 dakika sonunda %93,67 ve %54,15 oranında MB uzaklaştırmıştır. Bu çalışma, metal oksit-GO kompozitlerin fotokatalitik performansını artırmaya yönelik kapsamlı bir yaklaşım sunmaktadır.