Şekil ve boyut kontrollü Fe ve Co katkılı çinko oksit tozların fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi

Çinko oksit (ZnO) güneş kremi içeriklerinde kullanılan mineral esaslı inorganik 2 adaydan biridir. Bununla birlikte ZnO toksik değildir ve UV absorblama potansiyeli yüksektir. Fakat fotokatalitik karakteristik sergiler ve ZnO boyutu nano boyuta doğru gidildikçe fotokatalitik aktivite artar. Güneş kremi kompozisyonlarında yer alan fotokatalitik malzemelerin UV ışınları ile arasındaki etkileşimden dolayı cilt üzerinde oluşan serbest radikalleri azaltmak önemlidir. Bu tez çalışmasında, grubumuz tarafından geliştirilen solvotermal yöntem ile sentezlenen şekil ve boyut kontrollü hekzagonal şekile sahip nano birincil tanelerden oluşan MicNo® ZnO plakaların Fe ve Co katkısı ile yapısal ve performans özelliklerindeki değişikliklerin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma bilimsel amaç bakımından i) Zn1-xMxO stokiometrisine sahip ağırlıkça %1, 2, 3 ve 4 Co katkılı ve ağırlıkça %0.5, 1, 1.5 ve 2 Fe katkılı MicNo® ZnO nanopartiküllerin sentezlenmesi sonucunda MicNo® ZnO yapısına etkilerinin araştırılması ve bu etkilerden özellikle optik özelliklerinden fotokatalitik aktivite davranışlarına odaklanılması, teknolojik amaç bakımından da ii) sentezlenen nanopartiküllerin optik uygulamalardan güneş kremleri içeriğinde belirli bir oranda yer alan fiziksel UV filtre olarak nano ve mikron boyutun avantajlarını birarada bulunduran MicNo® ZnO teknolojisinin nano birincil tanelerden oluşmasından kaynaklanabilecek olumsuz fotokatalitik aktivite etkileri azaltılarak farklı optik özelliklerde MicNo®ZnO ürünlerin geliştirilmesi olmak üzere 2 amaç üzerine yoğunlaşılmıştır. XRD analiz sonuçlarından %2'ye kadar Fe ve %4'e kadar Co katkılı ZnO tozların herhangi ikincil faz içermediği bulunmuştur. Rietveld analizi ve WD-XRF analizinden katkı elementlerinin ZnO kristal yapısına girdiği desteklenmiştir. SEM mikroyapılarından ve tane boyut analizinden ise Co ve Fe katkılamanın MicNo®ZnO şekil ve boyutunda herhangi bir değişikliğe neden olmadığı görülmüştür. Teknolojik amaç olarak belirlenen fotokatalitik aktivite UV-görünür spektrofotometre kullanılarak model kirletici olarak seçilen metilen mavisinin bozunumu ile belirlenmiştir. Referans MicNo®ZnO toz numunenin fotokatalitik aktivitesi %3 Co katkısı ile %85 oranında azaltılmıştır. %3 Co katkılı ZnO numunesinin tüm numunelerde en düşük değere sahip OH ve O2 serbest radikal üretme yeteneğine sahip olması ve böylelikle bu sonuçlar e- h+ rekombinasyonunda bir artışa neden olduğu XPS analizi ile açıklanmaya çalışılmıştır.