İkili ametal katkılı görülür ışık duyarlı TiO2 fotokatalizörlerinin hazırlanması, karakterizasyonu ve fotokatalitik aktivitesi

Abstract

Son yıllarda, yarı-iletken fotokatalizi su ve havada bulunan zararlı organik kirleticileri gidermek için kullanılabilecek etkin bir yöntem olarak ilgi çekmektedir. Dayanıklı, ucuz ve kolay temin edilebilmesi nedeniyle TiO2 bu yöntem için en uygun fotokatalizör olarak kabul edilmiştir. Ancak, band boşluğunun ( ? 3.2 eV) geniş olması TiO2 in UV ışınlarına gereksinim duyulmasına sebep olup aynı zamanda görülür ışık altında aktif olmasını engellemektedir. Yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş ışığından yararlanabilmek için TiO2 kristalinin metal/ametal iyonları ile katkılandırılması gerekmektedir. Ayrıca TiO2 partiküllerindeki elektron-boşluk (e-/h+) çiftlerinin yeniden birleşmesi nano saniyeler boyutundadır, bu nedenle yapılan bu çalışmalar sayesinde yüklü taneciklerin yeniden birleşmesi önlenir ve aynı zamanda kullanılan dalga boyu aralığı arttırılır.Bu çalışmada, azot ve kükürt ametalleri ile eşkatkılandırma yapılarak TiO2 fotokatalizörü güneş ışığına duyarlı hale getirilip aynı zamanda, fotokatalitik aktivitesi de arttırılmaya çalışılmıştır. Hazırlanan yeni fotokatalizörler, TiO2 Degussa P25 in değişik oranlarda N/S ıslak-aşılama yöntemi ile eş katkılandırılarak hazırlanmış ve FT-IR, XRD, Raman, SEM, XPS ve UV-DRS spektroskopi teknikleri ile karakterize edilmişlerdir.Fotokatalitik aktivitelerini incelemek ve optimum azot/kükürt oranlarının belirlenebilmesi için model kirletici olarak seçilen 4-nitrofenol (4-NP) in katkılı ve katkısız TiO2 Degussa P25 ile UV-A ve güneş ışığı altında süreksiz-tip bir fotoreaktörde ayrı ayrı degradasyon reaksiyonunun kinetiği incelenmiştir.