Üç boyutlu anizotropik nanoyapılar yardımı ile plazmonik fotokataliz


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: GİZEM BAKIRCI DÜNDAR

Danışman: GÖKHAN DEMİREL

Özet:

Son yıllarda araştırmacılar tarafından üzerinde yoğunlukla çalışılan konulardan biri olan fotokataliz; sürdürülebilir enerji üretimi, çevre kirliliği kontrolü ve küresel ısınma gibi önemli problemlerin çözümüne olanak sağlayacak bir çalışma alanıdır. Ancak fotokatalitik uygulamalarda kullanılan fotokatalizörler, özellikle yarı iletkenler, uzun süre kararlılık, düşük yük taşıyıcı hareketliliği ve yüksek aktivasyon bariyerinden dolayı bazı problemlere yol açmaktadır. Fotokatalitik uygulamalarda kullanılanılan geleneksel yarı iletken fotokatalizörlerin problemlerine çözüm olmasına yönelik olarak plazmonik özelliğe sahip nanoyapıların kullanımı fikri ortaya çıkmıştır. Gerçekleştirilen çalışmanın amacı, 3-boyutlu yönelimsel plazmonik nanoyapılar içeren platformların fotokatalitik uygulamalardaki kullanımı incelenerek sağladıkları üstünlüklükleri ortaya çıkarmaktır. Tez kapsamında ilk olarak; 3-boyutlu yönelimsel altın ve gümüş temelli nanoyapılar eğik açı biriktirme yöntemi kullanılarak silisyum wafer ve cam yüzeyler üzerine farklı kalınlık, yüzey yoğunluğu ve eğim açısı (β) ile elde edilmiştir. İkinci olarak, soy metal destekli elektrokimyasal aşındırma temelli olarak farklı uzunluklarda üretilen silisyum nanoteller, değişen yüzey yoğunluklarına sahip olacak şekilde altın ve gümüş nanoyapılar ile dekore edilerek fotokatalitik uygulamalarda kullanılmak için elde edilmiştir. Elde edilen tüm yapılar plazmonik fotokataliz uygulamalarında iki farklı şekilde incelenmiştir. İlk incelemede sürekli akış varlığında mikroakışkan sistemlere adapte edilen 3-boyutlu yönelimsel nanoyapılar farklı dalga boylarında (532 nm, 655 nm ve 808 nm), farklı enerjilerde (0,05-2,0 W) ve farklı yönlerde (nanoyapının yönelimine göre paralel veya antiparalel şekilde) lazerler kullanılarak plazmonik yapının uyarılması sağlanmış ve aromatik nitro bileşiklerinin indirgenme reaksiyonları dikkate alınarak fotokatalitik reaksiyonlar incelenmiştir.