Salisilik asit ile yüzey modifikasyonu yapılmış tio2 fotokatalizörü kullanılarak 4-nitrofenolün heterojen fotokatalitik degradasyonu

Abstract

Çeşitli endüstriyel uygulamalar sonucu açığa çıkan ve sulara bırakılan organik atıklar su kaynaklarını zehirleyerek çevre temizliğini tehdit etmektedir. Suların bu gibi organik atıklardan temizlenmesi için günümüzde birçok farklı yöntem uygulanmaktadır. Ancak bunların uygulanabilirliklerinin güç olması, uygulanan yöntemin çevreye ek bir kirlilik yaratabilmesi ya da ekonomik olmamaları sebebiyle daha üstün ve çevre dostu bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Bu faktörler değerlendirildiğinde heterojen fotokatalitik degradasyon oldukça uygun bir yöntemdir. Bir yarıiletken fotokatalizörün UV-A ışığı ile etkileşmesine dayanan bu yöntem ile ortamda bulunan organik kirleticiler mineralizasyona uğrayarak H2O, CO2 gibi küçük ve zararsız moleküllere parçalanabilmektedir. Zehirsiz, ucuz, kolay elde edilebilir ve kimyasal açıdan stabil olması gibi sebeplerle yarıiletken fotokatalizör olarak en sık kullanılan madde TiO2'dir.Gösterdiği pek çok üstün özelliğe rağmen hem ticari açıdan hem de araştırma açısından TiO2'nin kullanım alanını sınırlandıran en büyük problemlerden biri TiO2 ile fotokataliz işleminin güneş ışığı altında gerçekleşememesidir. Bu problem, değişik yöntemlerle çözülebilmektedir. Yüzey modifikasyonu da bu yöntemlerden biridir. TiO2 yüzeyi salisilik asit ile modifiye edildiğinde fotokatalizörün bant boşluk enerjisi azalmakta ve TiO2 güneş ışığı ile de aktif hale geçebilmektedir.Bu çalışmada amaç, TiO2 yüzeyini yapısında hidroksil grubu içeren aromatik bir karboksilik asit olan salisilik asit ile modifiye ederek farklı konsantrasyonlarda yeni fotokatalizörler hazırlamak ve bu elde edilen fotokatalizörlerin fotokatalitik aktivitesini incelemektir. Hazırlanan fotokatalizörün fotokatalitik aktivitesi kirletici madde olarak seçilen 4-nitrofenol ile verdiği reaksiyonlardan yararlanarak hesaplanmaya çalışılmıştır. 4-Nitrofenolün fotokatalitik degradasyonu yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) tekniği kullanılarak kantitatif olarak incelenmiştir. Hazırlanan yeni fotokatalizörün yapısı, FTIR, BET, Zeta Potansiyeli, TG, SEM ve XRD teknikleri ile aydınlatılmaya çalışılmıştır.