Atık sulardan organik boyar maddelerin (RhB) gideriminde kullanılacak yeni nesil antimon aşılanmış kalay oksit–esaslı foto katalizör nanoparçacıkların sentezi

Çevre kirliliği tüm dünyayı ciddi derecede tehdit etmekte ve günden güne artmaktadır. Tüm canlılar için yaşam alanı olan toprak ve su bu durumdan ciddi derecede etkilenmektedir. Endüstriyel atıklardaki boyalar arıtılmadan önce su kaynaklarına bırakıldığında, su kaynaklarını kirletmektedir. Dolayısıyla bu atık maddeler için çevre dostu yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle boya molekülleriyle kirletilmiş suların düşük maliyetle temizleme işlemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Su kaynaklarındaki kirliliği kontrol altına almak için çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik teknikler bulunmaktadır. Fotokatalitik malzemeler bu amaca yönelik etkili çözüm sunabilecek seçeneklerdendir. Fotokatalitik malzemeler güneş ışıması sayesinde elektron uyarımıyla tetiklenen kimyasal reaksiyonlar sonucunda bozucu/yok edici radikaller üreterek organik boyar madde moleküllerini çevreye zararsız bileşenlere dönüştürme özelliği gösteren ve bu etkileşim esnasında değişmeden kalan, temizleme fonksiyonlu metal oksitlerdir. Günümüzde yaygın kullanılan fotokatalizör titanyum dioksit'dir (TiO₂ ). Bazı teknolojik uygulamalar için uygunluğu gösterilmiş olmakla birlikte performansı olumsuz yönde etkileyen, hızlı elektron-boşluk birleşimi, güneş ışımasının küçük bir kısmı olan UV radyasyonla aktivite kazanması ve sentez süreçlerinde farklı fotokatalitik nitelikte türlü polmorfikTiO₂ oluşturma gibi sorunları TiO₂ 'nin kullanılabilirlik/verimliliğini kısıtlamaktadır. Bu tezin ana hedefi fonksiyonel özellikleri arttırılmış kalay dioksit (SnO₂ ) esaslı fotokatalitik malzemeler geliştirilmesidir. Sıvı ortamdaki kimyasal kararlılığı, farklı Sn tuzlarından su-esaslı yöntemlerle sentezlenmeye imkânveren düşük maliyeti, zehirsiz olması ve optelektronik özellikleri kontrol etme yönünde metalik iyon kalkılamaya uygun elektronik yapısı gibi nedenlerle SnO₂ özellikle nanoparçacık halde fotokatalitik uygulamalar açısından uygun sistemdir. SnO₂-esaslı parçacıklar nano ölçekte boyut kontrolüne ve kristal özelliklerinin iyileştirilmesine imkan veren hidrotermal yöntemler sentezlenecektir. Bu kapsamda yapılacak çalışmalarda nanoparçacıkların kontrollü ve tekrarlanabilir şekilde sentezlenmesine yönelik olarak sentez sıcaklığı, basıncı, süresi, başlangıç çözeltilerinin konsantrasyon oranları, pH gibi deneysel sentez değişkenlerin "performans-ilgili kritik nanoparçacık özelliklerine" etkisi araştırılacaktır. Sentezlenecek nanoparçacıkların tüm yapısal, fiziksel, optik ve elektronik özelliklerindeki değişimler parametrik olarak belirlenecektir. Katkılanan Sb miktarına bağlı SnO₂ nanoparçacıklarının fotokatalitik özellikleri bağlı atık sularda yaygın şekilde bulunan metilen-mavisi, metilen-turuncusu, rodamin-B, ve Kongo-kırmızısı boyalarını bozma performansları karşılaştırmalı olarak incelenecektir. Karşılaştırmalı kinetik analizlerle "performans-ilgili kritik nanoparçacıkların özellikleri" ve "Sb katkılama miktarı" ilişkili boyar madde uzaklaştırılması ve suların etkin şekilde temizlenmesi için uygun Sb katkılı SnO₂ parçacıkların kimyasal dayanım, iyon salınımı özellikleri tespit edilecektir.