Karbon tabanlı tek-tabaka filtre kullanarak suyun tuzdan arındırılmasının yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesi

: Bu tez çalışmasında gözenekli yapıya sahip karbon tabanlı 2D Kagome grafen malzemesinin suyun tuzdan arındırılması için uygun filtre olup olmadığı kuantum mekaniğine dayalı yoğunluk fonksiyoneli teorisi (YFT) yardımıyla araştırılmıştır. Literatürde bulunan çalışmalar, klasik moleküler dinamik hesaplama yöntemlerini kullanarak zaman içerisinde gözenekli yapıdan geçen su molekülü sayısını belirlemeye, basınç, sıcaklık gibi dış etkenlerin bu sayıya olan etkisini araştırmaya yöneliktir. Bu tez çalışmasında sadece YFT hesaplamaları kullanılarak, H2O molekülü, Na ve Cl atomlarının gözenekli yapı içerisinden difüz etmesi için gerekli olan bariyer enerjisi nudged elastic band (neb) yöntemi ile hesaplanmıştır. Sonuçlar, H2O molekülü için 1,10 eV iken bu değer Na atomu için 2,96 eV ve Cl atomu için 2,36 eV'tur. Böylece, literatüre suyu tuzdan ayırmada kullanılabilecek olan ve ileri çalışmaların yapılması için yeni iki boyutlu filtre malzemesi kazandırılmıştır. Ayrıca, H2O molekülü, Na ve Cl atomlarının karbon tabanlı 2D malzemelerine farklı tutunma bölgeleri üzerinden tutunma enerjileri hesaplanmış ve tercih edilen tutunma bölgesi belirlendikten sonra malzemedeki elektronik bant yapısı değişimi belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında hedeflenen sonuçlara ulaşılarak literatüre yeni iki boyutlu, karbon tabanlı ve suyu tuzdan ayırmada kullanılabilecek nano filtreler kazandırılmıştır.