RSM Optimizasyonu ile Çörekotu (Nigella Sativa L.) Atık Biyokütlesi-Esaslı Üretilen Aktif Karbon Kullanılarak Uçucu Organik Bileşiklerin Giderilmesi ve Fotovoltaik Uygulamalarının İncelenmesi

Abstract

Bu tezde, RSM (yanıt yüzey yöntemi) optimizasyonu ile çörekotu (Nigella Sativa L.) atık biyokütlesi-esaslı üretilen aktif karbon kullanılarak uçucu organik bileşikler (UOB)'lerin giderilmesi ve fotovoltaik uygulamaları değerlendirilecektir. Bu amaçla, optimum proses koşullarında üretilecek aktif karbon SEM, FTIR, TGA ve BET yüzey alanı analizleri ile karakterize edilecektir. Endüstrinin birçok alanında yaygın olarak kullanılan aktif karbon, yüksek yüzey alanı ve gözenekli yapıya sahip olması nedeniyle önemli bir yere sahiptir. İnsan sağlığını ve ekolojik çevreyi önemli derecede olumsuz etkileyen UOB'lerin etkili adsorbentler ile giderilmesi, insan sağlığı ve çevrenin korunması bakımından oldukça önemlidir. Bu bağlamda, ilk kez bu tez kapsamında, optimum koşullarda üretilen aktif karbon adorbenti ile UOB'lerin giderilmesi sağlanacaktır. Bunun yanı sıra, ilk kez bu tezde fotovoltaik uygulamalar kapsamında, kimyasal çöktürme yöntemi ile saf CdS, aktif karbon üzerine saf CdS ve üç farklı konsantrasyona sahip en az üç farklı metal-katkılı CdS nanoparçacıklar indirgenerek saf CdS, CdS/aktif karbon ve farklı metal-katkılı CdS/aktif karbon nanoparçacıklar üretilecek, ve bu yapıların fotovoltaik özellikleri uyarılmış foton dönüşüm verimi (IPCE) ölçümleri ile belirlenecektir. En iyi verimi veren farklı metallerin konsantrasyonları belirlendikten sonra, en iyi verimliliği sağlayan farklı metal-katkılı CdS/aktif karbon nanoparçacıkların yapısal, biçimsel ve optik özellikleri sırasıyla x-ray ışınım kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve ultraviolet görünür bölge (UV-Vis) spektroskopisi kullanılarak belirlenecektir.

In this thesis, applications of the volatile organic compounds (VOCs) removal and photovoltaic using black cumin (Nigella Sativa L.) waste biomass-based activated carbon produced by the RSM (response surface methodology) optimization will be evaluated. For this purpose, activated carbon produced under optimum process conditions will be characterized by SEM, FTIR, TGA and BET surface area analyzes. Active carbon, which is widely used in many fields of industry, has an important place because of its high surface area and porous structure. Removal of VOCs, which negatively affect human health and ecological environment, with effective adsorbents is very important for human health and environmental protection. In this context, the VOCs will be removed with activated carbon adsorbent produced under optimum conditions for the first time in this thesis. In addition, for the first time in this thesis within the scope of photovoltaic applications, pure CdS, CdS/activated carbon and different metal-doped CdS/activated carbon nanoparticles will be produced by reducing the pure CdS and at least three different metal-doped CdS nanoparticles with three different concentrations on activated carbon by chemical precipitation method, and photovoltaic properties of these structures will be determined by excited photon conversion efficiency (IPCE) measurements. After determining the concentrations of different metals that the best yield, the structural, formal and optical properties of the different metal-doped CdS/activated carbon nanoparticles which provide the best efficiency, will be examined using x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and ultraviolet visible region (UV-Vis) spectroscopy, respectively.