Thesis Number |
level |
Language |
Year |
Bilim Dalı |
|
Yüksek Lisans |
İngilizce |
2019 |
Diğer |
Bu çalışmada, temel amacımız verimli hidrojen üretimi için fotokatalizör sentezlemektir. Etkili hidrojen üretimi gerçekleştirebilmek için çok çeşitli yarı iletken malzemeler olmasına rağmen çoğu durumda fotokorozyon ya da ışık etkisiyle oluşan yüklerin geri reaksiyonu sebebiyle fotokatalizör aktivitesi düşer veya bir asil metal yardımcı katalizörü ile (katkılama, yükleme) fotokatalitik aktiviteyi ve kararlılığı arttırmak gereklidir. CdS ve ZnS'in katı çözeltisi olan çok bilinen bir fotokatalizör olan CdxZn1-xS, termal sülfürizasyon yöntemi ile üretildi. Ayrıca, ışık etkisiyle üretilen taşıyıcı yüklerin geri reaksiyonunun ve fotokorozyonun engellenmesi için, RGO fotokatalizör üzerine (RGO-CdxZn1-xS) dekore edilmiştir ve elektrolit S2-,SO32- kurban ajanları ile desteklenmiştir. Bu çalışmada kullanılmış olan termal sülfürizasyon işlemi, ilk aşamada metal oksitlerin üretimi ve diğer aşamada metal sülfürlerin üretimi ile kendi türünde çok yenidir. Farklı Cd ve Zn oranları kullanılarak, on farklı malzeme Cd0.3Zn0.7S, RGO-Cd0.3Zn0.7S, Cd0.5Zn0.5S, RGO-Cd0.5Zn0.5S, Cd0.7Zn0.3S, RGO-Cd0.7Zn0.3S, Cd0.9Zn0.1S, RGO-Cd0.9Zn0.1S, CdS, ve RGO-CdS sentezlenmiştir. Fotoelektrotların hazırlanması için spin kaplama tekniği kullanılmıştır. Tavlama sıcaklığı, kaplama katmanlarının sayısını ve RGO miktarı optimize edildikten sonra hazırlanan fotokatalizörler, X-ray kırınım analizi (XRD), Raman spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ray spektroskopisi (EDS), UV-Vis difüzif yansıma spektroskopisi analizi ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyondan sonra, hazırlanan fotoelektrotlar fotoelektrokimyasal olarak test edildi. Yapılan tüm testlerde kararlılık ile birlikte yüksek fotokatalitik aktivite oldukça belirgindir. Bununla birlikte, Cd oranının artışı ile birlikte foto aktivite (foto akım yoğunluğu ve hidrojen üretim hızı) ve fotokatalizörlerin fotostabilitesinin önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Sentezlenen ve hazırlanan tüm fotokatalizörlerden RGO-CdS 6.5 mAcm-2 foto-akım yoğunluğuna sahiptir ve teorik değerin neredeyse %89'una ulaşır. Uygulanan bias ışıktan akım eldesi verimi literature ile kıyaslandığında en yüksek fotoakım yoğunluğu eldesiyle 0 Vbias' de % 2.67 olduğu görülmüştür. RGO-CdS için hidrojen üretim hızı 551.1 µmolsa-1 olarak elde edilmiştir. Bu çalışmanın sonucunda RGO-CdS, yüksek foto kararlılığa sahip ve gelecekteki araştırma ve uygulama alanlarında kullanım potansiyeli olan verimli bir fotokatalizör olarak önerdik.