Investigation of phthalocyanine based 2D covalent microporous polymer (CMP) and 2D layered perovskite hybrid structure for photocatalytic water splitting reaction

Günümüzde, endüstrileşme ve nüfus artışı ile birlikte dünya yüzeyindeki ortalama sıcaklıkların ciddi bir şekilde artmasına neden olan küresel ısınma, artan sera gazlarına bağlı olarak ortaya çıkmaktadır. Bu sera gazları arasında karbon dioksit (CO2), metan (CH4), azot oksitler (NOx) ve kloroflorokarbonlar (CFC'ler) yer almaktadır. Atmosferde birikerek güneş ışınlarının yüzeyde daha fazla kalmasına neden olan bu gazlar, sıcaklıkların yükselmesine katkı sağlar. Endüstriyel faaliyetler ve artan enerji ihtiyacı, fosil yakıtların kullanımını artırmış ve bu da küresel ısınma ile birlikte hava kirliliği problemlerini ciddi şekilde artırmıştır. Bu durum, çevresel dengeyi bozarak iklim değişikliği ve aşırı hava olayları gibi bir dizi olumsuz etkiye neden olmaktadır. Bu nedenle, sera gazı emisyonlarının kontrol edilmesi ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönelme, bu önemli küresel sorunlara çözüm bulmada kritik bir rol oynamaktadır. Hidrojen enerjisi, temiz enerji üretimi konusunda önemli bir yaklaşım olarak öne çıkmaktadır. Ancak, bu alandaki araştırmalara rağmen, bu sorun henüz yeterince etkili bir şekilde çözülebilmiş değildir. Kovalent mikropor polimerler literatürde farklı tasarımlarda yer alan, mikroskobik düzeyde gözenekli ve kovalent bağlara birbirlerine bağlanmış yapı taşlarından oluşan polimerlerdir.Geniş yüzey alanları ve yüksek p-konjugasyonuna sahip bir yapı olması, bu polimerlerin önemli özelliklerindendir. Geniş yapı taşı seçenekleri ve farklı sentez teknikleriyle endüstride çok farklı alanda özelleştirilebilirler. Gaz depolama ve adsorpsiyon, sensör teknolojisi, biyolojik uygulamalar heretojen katalizörler ve fotokatalitik su ayrıştırılması gibi endüstride pek çok alanda yer alırlar. Bu araştırma, günümüzün önemli sorunlarından biri olan fosil yakıtların neden olduğu hava kirliliği sorununa yönelik bir çözüm arayışını ele almaktadır. Kovalent mikropor polimerler bu problemin çözümü için kullanılmıştır. Yapı taşlarının Fitalosiyanin ve [2,2'-bipiridin]-5,5'-dikarbaldehit olması, polimerin π konjugasyonunu arttırmaktadır. Imin bağ içeren bu kovalent mikropor yapısı literatürde bir ilk olarak tanımlanmıştır bu çalışmada, fitalosiyaninler üzerine bağlanmış olan çinko ve nikel metalleri kapsamında, fotokatalitik su ayrıştırma çalışmalarına metalin etkisi incelenmiştir. Bu çalışma ile, kararlı bir yapıya sahip olan kovalent mikropor polimer bir fotokatalizörü literatüre kazandırdık. Farklı metal merkezlerine sahip bir CMP yapısını, suyu aydınlatma altında hidrojen gazına dönüştürebilen bir fotokatalizör olarak sunuyoruz. Amacımız, daha sürdürülebilir bir dünya için katkıda bulunmak ve bu alandaki çabaları arttırmaktır.