Farklı metallerle doplanmış grafen elektrotların elektrooksidasyonla su arıtımında etkinliğinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, grafen/metal oksit elektrotların üretimi ve üretilen elektrotların model kirleticilerin arıtımında kullanılabilirliği araştırılmıştır. Elektro-oksidasyon işlemi için bir grafen katodu dört ana adımda üretildi; (I) grafit oksit sentezi, (II) grafit oksitten kararlı grafen metal oksit (GR/TiO2, GR/PtO2, Gr/SnO2) dispersiyonlarının hazırlanması, (III) filtrasyon yöntemiyle grafen-metal oksit (GR-MO) film üretimi ve (IV) 1100ºC'de GR-MO filmlerinin doğrudan termal tavlama işlemi. Bu çalışma kapsamında elde edilen ve termal olarak 1100ºC'de üretilen platin katkılı elektrotlar arıtma çalışmalarında kullanılmıştır. Grafen katodunun yapısı ve özellikleri, XRD, FT-IR, SEM, potantiyostat ile ölçülmüştür. En yüksek elektrokatalitik özelliğe sahip olduğu için GR/PtO2 elektrotlar kullanılmıştır. AO7 model kirleticisinin grafen-platin elektrot ile giderim çalışmalarında proses şartlarından akım yoğunluğunun etkisi incelenmiştir. Elde edilen arıtım verimleri birbirine çok yakın olmakla beraber maksimum giderim verimi 20,0 mA/cm2'de 180. dakika sonuna %94,2 olarak gerçekleşmiştir.

In this study, the production of graphene / metal oxide electrodes and the usability of produced electrodes in the treatment of model pollutants were investigated. A graphene cathode for electro-oxidation process was produced by four main steps; (I) production of graphite oxide, (II) preparation of stable graphene and stable graphene/metal oxide (GR/TiO2, GR/PtO2, Gr/SnO2) dispersions from graphite oxide, (III) film production from GO and GR-MO dispersions by filtration, (IV) a direct thermal annealing process of GO and GR-MO films at 1100ºC. The platinum doped electrodes obtained in this study and produced at 1100ºC thermally were used in the treatment studies. The structure and properties of graphene/metal oxide electrodes were were measured by XRD, FT-IR, SEM, potantiostat devices. GR/PtO2 electrodes have been used in the purification studies because they have the highest electrocatalytic property of the prepared graphene-metal composites. The effect of current density from the process conditions in the removal of AO7 model pollutant by graphene-platinum electrode was investigated. The treatment efficiencies of the AO-7 model pollutants in the treatment with graphene-platinum electrodes were very close to each other, but the maximum removal efficiency was realized as 94,2% at the end of 180. minutes at 20,0 mA / cm2.