TiO2 ve ZNO katılımlı uçucu kül katalistleri

Bu çalışmada, TiO2 destekli uçucu kül (TiO2-FA) ve ZnO destekli uçucu kül (ZnO-FA) katalistleri sırasıyla sol-jel ve çöktürme teknikleri kullanılarak sentezlenmiştir. Hazırlanan katalistler çeşitli analitik yöntemler kullanılarak karakterize edilmiş ve metil oranj model maddesi varlığında UV ışığı altında fotokatalitik aktiviteleri incelenmiştir. Katalistlerin karakterizasyonu için X-ışını kırınım ölçer (XRD), enerji dağınımlı X-ışınları analizi ve elementel dağılım haritası beraberindeki taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDX), yüzey alanı analizi (BET) ve dağınık yansıtmalı UV-vis spektometresi (UV-vis DRS) kullanılmıştır. XRD analizi ile TiO2 anataz ve ZnO kristal fazı hakkında bilgi sağlanmıştır. Destekli katalistlerde ZnO kristal boyutu azalırken, TiO2 kristal boyutu aynı değerlerde kalmıştır. SEM (EDX) görüntüleri, saf uçucu küle TiO2 ve ZnO nanopartiküllerinin eklenmesiyle oluşan değişimleri göstermiştir. Destekli katalistlerin yüzey alanı ölçümleri ile mezofor yapı oluşumu saptanmıştır. Destekli katalistler daha iyi adsorpsiyon kapasitesi sergilemiş ve görünür ikinci mertebe kinetiği izlemiştir. Her iki katalist için de karanlık ortamda elde edilen deneysel veriler Langmuir adsorpsiyon izotermi ile uyumluluk göstermiştir. Katalistteki TiO2 ve ZnO nanopartikül miktarları fotokatalitik bozunma deneylerinde etkileyici olmuş ve en yüksek performanslar 40% TiO2-FA ve 0.5M ZnO-FA katalistleri varlığında elde edilmiştir. Farklı MO başlangıç konsantrasyonları kullanılarak yapılan fotokatalitik reaksiyonlar görünür birinci mertebe kinetiğine uymuştur. Langmuir-Hindhelwood kinetik modeliayrıca incelenmiştir. Katalistlerin fotokatalitik aktivitelerinin tekrarlanabilirliği, yeniden kullanım çalışmaları ile teyit edilmiştir. Metil oranj bozunması için bir mekanizma öngörülmüştür. Katalistler görünür ışık altında aktivite göstermemiştir.