Synthesis of titanium dioxide nano particles and their photocatalytic activities on degradation of terephtalic acid (TPA)

Bu çalışmanın amacı boyut, şekil ve kristal yapıları kontrol edilebilir TiO2 nano tanelerinin üretimi ve ayrıca fotokatalitik aktivitelerinin belirlenmesidir. TiO2 taneleri, ısıl hidroliz, mikroemülsiyon ve mikroemülsiyon ile ısıl hidrolizin kombinasyonu yöntemleri kullanılarak üretilmişlerdir. TiO2 tanelerinin reaksiyon ortamından geri kazanımlarını arttırmak ve fotokatalitik aktivitelerini geliştirmek için TiO2 taneleri sırası ile pirinç kabuğu külünden elde edilen SiO2 ile desteklenmiş ve Cu2+ iyonu ile yüklenmiştir. TiO2 tanelerinin fotokatalitik etkinlikleri, tereftalik asitin bozunma reaksiyonunda incelenmiştir. Ayrıca, tanelerin üretimini ve fotokatalitik özelliklerini belirleyen parametrelerin etkileri araştırılmıştır. Tüm üretim yöntemlerinde, çalışılan reaktant çözeltilerinin asidik doğası rutil kristal yapıda tanelerin üretilmesini sağlamıştır. Isıl hidroliz yönteminde, çapları 500 nm ile 2 μm arasında değişen küresel ve çiçek benzeri aglomeratlar, mikroemülsiyon ve kombine yöntemlerinde ise çapları 120 ve 500 nm arasında değişen, homojen dağılıma sahip küreler sentezlenmiştir. TiO2 / SiO2 kompozitlerindeki silika desteğinin varlığı kompozitlerin çökelme hızını arttırmıştır. Cu2+ iyon yüklemesi yasak bant enerjisini 2.97 eV’dan 2.89 eV’a kaydırmıştır. Bu üç yöntemle de üretilen taneciklerin, ticari olarak temin edilmiş TiO2’ye oranla fotokatalitik etkinliklerinin yüksek olduğu, üretilen tanelerde % 60 - % 80 arasındaki ve ticari tanelerde % 48 dönüşümlerden görülmektedir.