Sünger benzeri ağ yapılı ZnO fotokatalizör malzeme üretimi ve fotokatalitik veriminin model bir herbisit üzerinde belirlenmesi

Abstract

Fotokatalitik alanda yapılan çalışmalarda son yıllarda çeşitli kirletici moleküllerin sulu ortamda belirli oranlarda giderimi sağlanarak çevresel açıdan geri dönüşüm alanında bir takım gelişmeler kaydedilmiştir. Bu çalışmalarda genellikle TiO2 yarı iletkeni tercih edilmiştir. Bu yarı iletkene alternatif konusunda en iddialı malzemelerden birisi de ZnO'dur. ZnO, geniş bant aralığına sahip bir yarı iletkendir ve sinterleme esnasında belirgin bir faz geçişi yaşamamasından dolayı fotokatalitik özelliğinin değişmemesi sebebiyle kendi kendini destekleyen (`immobilized`) yapılarda kullanılmaya başlanmıştır.Kendi kendini destekleyen yapılarda geliştirilmesi gereken en önemli özelliklerden birisi yüzey alanıdır. Daha önce plaka halinde üretilen ZnO fotokatalizörler, yüzey alanını artırmak amacıyla farklı bir yapıda üretilmesi planlanmıştır. Buna göre replika metodu olarak bilinen ve bir polimer yardımıyla yapıya ağsı bir şekil verilip daha sonra bu polimerin yakılarak sistemden uzaklaşması sağlanmıştır. Daha sonra ek işlemlerle ve sinterleme rejimi değiştirilerek mümkün olan en yüksek yüzey alanı ilkesi uygulanmıştır.Bu çalışmada, üretilen bu sünger benzeri ağ yapılı ZnO fotokatalizörlerinin verimi tarım alanlarında sıklıkla kullanılan ve zararlı bitkilerin yok edilmesi amacıyla kullanılan bir herbisit etkin maddesi olan glifosat izopropilamin tuzunun (`Glyphosate Isopropylamine Salt`) sulu ortamda giderimi sağlanmıştır.Yapılan deneyler ışığında UVA dalga boyuna sahip aydınlatma altında başarılı bir fotokatalitik giderim sağlanmış olup, bu verim UVC dalga boyuna sahip aydınlatma altında daha da artmıştır.

In last few decades, some improvements has been reached to degradation of pollutant molecules in aqua in order to environmental recycling. In those studies titanium dioxide (TiO2) was chosen for the most part. But recent studies reveal that zinc oxide (ZnO) is an alternative to titanium dioxide as well.Zinc oxide has relatively low electron band gap energy and during sintering stage of zinc oxide, there is neither significant phase transition nor change in photocatalytic property. Thus, zinc oxide has been used for immobilized structures.In the topic of immobilized structures, the main issue is to promote the surface area. Recent studies, plate shaped zinc oxide photocatalysts has been produced but in order to reach relatively high surface area, reticulated shaped zinc oxide photocatalysts were produced via replika method. Reticula shape is given to zinc oxide thru polyurethane sponge and then burned out from the body. Possible relatively high surface area has been reached with changing sintering regime and some works later on.In this study, one of the major herbicide agent which has been using on agricultural area in order to weed control, glyphosate isopropylamine salt, has been degradated successfully in aqua.In the light of experiments, good degradation rate was obtained with UVA illumination, but higher degradation rate was reached with UVC illumination.