Elektrokimyasal olarak hazırlanan metal oksitlerin fotoelektrokatalitik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, yüksek kalite ve kararlılığa sahip Cu2O, CuO ve Cu2O/CuO içeren fotoaktif malzemeler ekonomik, basit ve güvenilir bir elektrodepozisyon yöntemi kullanılarak hazırlandı. Bakır oksit temelli bu malzemeler XRD, EDX, UV-Vis, PL, FTIR, Raman spektroskopisi ve elektrokimyasal teknikler kullanılarak karakterize edildi ve karşılaştırıldı. Elektrokimyasal üretim şartlarına bağlı olarak fotoaktif malzemelerin faz değişimleri ve hangi koşullarda hangi faz ya da fazların bulunduğu, detaylı olarak incelendi. Burada, yapıya bakır ve oksijen haricinde başka bir element veya safsızlık ilave etmeden, farklı bant aralığına sahip bakır oksit yarıiletkenleri hazırlandı ve malzemenin bant aralığının geniş bir skalada değiştirilebildiği gösterildi. Böylece, sadece iki element içeren yarıiletken malzeme ile bileşimindeki element oranları ayarlanarak, birçok farklı yarıiletkenin bant aralığına sahip malzemeler üretilebilir. Farklı faz yapısına sahip bakır oksit içerikli elektrotların fotoelektrokatalitik performansları belirlendi ve fotoelektrokatalitik aktivitelerinin değişimi karşılaştırmalı olarak incelendi. Bakır oksit yarıiletkenleri p-tipi iletkenliğe sahiptir ve onlar fotokatot olarak işlev görürler.

In this thesis study, photoactive materials containing Cu2O, CuO and Cu2O/CuO have been prepared with high quality and stability in various compositions by an economic, simple and reliable electrodeposition method. These materials based on copper oxide have been characterized and compared using XRD, SEM, EDX, UV-Vis, PL, FTIR, Raman spectroscopy and electrochemical techniques. Based on the electrochemical production conditions; phase changes of photoactive materials and, at which conditions which phase or phases are present, were evaluated in detail. Here, copper oxide compounds with different band gap were prepared without the addition of any element or impurity except from copper and oxygen; this showed that the band gap of the material can be altered within a broad scale. Thus, the materials can be manufactured, which contain the band gap of many semiconductors, by using a semiconductor material containing only two elements and adjusting the element ratios in its compound. Photoelectrocatalytic performances of the copper oxide electrodes containing a different phase structure were determined, and the changes of photoelectrocatalytic activities were examined comparatively. Copper oxide semiconductors have p-type conductivity and they act as photocathodes.