ZnO@g-C3N4 nanokatalizörünün sulardaki organik kirleticilerin fotokatalitik gideriminde kullanılması

Abstract

Bu çalışmada ZnO nanoyapraklar ile modifiye edilmiş g-C3N4 nanomateryali (ZnO@g-C3N4) kalsinasyon sentez yöntemleri kullanılarak üretilmiştir. Elde edilen ZnO@g-C3N4 nanomateryali sularda organik kirletici olarak bulunan metilen mavisi (MM) boyar maddesinin fotokatalitik gideriminde fotokatalizör olarak kullanılmıştır. Elektronik yapısı, dikkat çekici kimyasal özellikleri, termal stabilitesi ve ucuz olması gibi özellikleriyle sentezlenen nanomateryal, MM boyar maddesinin fotokatalitik olarak gideriminde bozunma verimleri incelenmiştir. Karşılaştırma amaçlı farklı oranlarda ZnO nanoyapraklar ve g-C3N4 içeren ZnO@g-C3N4 nanofotokatalizörleri sentezlenmiş ve fotokatalitik aktiviteleri karşılaştırılmıştır. %100'e yakın verimde MM boyar maddesinin fotokatalitik olarak giderildiği gözlemlenmiştir. Nanomateryalin karakterizasyonu SEM, XRD, Raman spektroskopisi ve FT-IR analizleri ile incelenmiştir. Deneysel veriler için kinetik çalışmalar yapılarak katalizörün kinetik hız sabitleri hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Fotokataliz, metilen mavisi, çinko oksit, grafitik karbon nitrür

In this study, g-C3N4 nanomaterial (ZnO@g-C3N4) modified with ZnO nanoleafs was produced using calcination synthesis methods. The obtained ZnO@g-C3N4 nanomaterial was used as a photocatalyst in the photocatalytic removal of methylene blue (MM) dyestuff, which is an organic pollutant in water. The decomposition efficiency of the synthesized nanomaterial, with its electronic structure, remarkable chemical properties, thermal stability and cheapness, was investigated in the photocatalytic removal of MM dyestuff. For comparison purposes, different ratios of ZnO nanoleafs and ZnO@g-C3N4 nanophotocatalysts containing g-C3N4 were synthesized and their photocatalytic activities were compared. It was observed that the MM dyestuff was removed photocatalytically at an efficiency of nearly 100%. The characterization of the nanomaterial was investigated by SEM, XRD, Raman spectroscopy and FT-IR analysis. The kinetic rate constants of the catalyst were calculated by performing kinetic studies for the experimental data.Keywords: Photocatalytic, methylene blue, zinc oxide (ZnO), Graphite carbon nitride