Anodik oksidasyon ve kimyasal banyo teknikleri ile TiO2/ZnO nanokompozitlerin sentezlenmesi ve fotokatalitik aktivitelerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, TiO2/ZnO nanocomposite filmler başarılı bir şekilde yeni ve efektif bir iki-adımlı rota ile sentezlenmiştir. Öncelikle, TiO2 nanotüp dizileri anodik oksidasyon ile büyütülmüştür. Sonraki adımda ise pirinç şeklindeki ZnO nanoparçacıklar, kimyasal banyo biriktirme yöntemi kullanılarak TiO2 nanotüpler üzerine dekore edilmiştir. Sentezlenen nanokompozit filmler XRD, FESEM, XPS ve -XRF teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonucunda, anataz fazdaki TiO2 nanotüplerin üzerine wurtzite fazdaki ZnO nanopirinçlerin homojen bir şekilde dağıldığı görülmüştür. Bunun yanında, sentezlenen TiO2/ZnO nanokompozit filmlerin fotokatalitik aktivitesi, UV ışık altında Rhodamine-B boyar maddesinin foto-parçalanması ile belirlenmiştir. Foto-parçalanma sonuçları, kimyasal banyo biriktirme döngülerinin artması ile arttığını göstermiştir. Ayrıca, sentelenen nanokompozit filmlerin fotokatalitik stabilitesi ve farklı dalgaboylu ışıklar altındaki performansı incelenmiştir.

In this thesis study, TiO2/ZnO nanocomposite films were successfully synthesized via a novel and effective two-step route. Firstly, TiO2 nanotube arrays were grown by anodic oxidation. Afterwards, ZnO nanoparticles were decorated by successive chemical bath deposition. The synthezized nanocomposite films were characterized by XRD, FESEM, XPS and -XRF. The results showed that the rice-shaped wurtzite ZnO nanoparticles were homogeneously distributed on the anatase TiO2 nanotube arrays. The photocatalytic avtivity of TiO2/ZnO nanocomposite films were determined by photodegradation of Rhodamine B dye under UV light. The photodegradation results showed that the photocatalytic activity of nanocomposite films was gradually increased in parallel with the number of ZnO deposition cycles. In addition, the photostability and photocatalytic performans under different light sources of nanocomposite films were investigated.