Nanotüp yapılı Ti/TiO2 fotoanotlarla seçici fotoelektrokatalitik 3-piridinmetanol yükseltgenmesi

Bu tez çalışmasında 3-piridinmetanol fotoelektrokatalitik (FEK) olarak 3-piridinmetanal ve vitamin B3 yükseltgenmiştir. Bu amaçla fotoanot olarak kullanılmak üzere, Ti plaka üzerinde nanotüp yapılı TiO2'ler anodik yükseltgenme yöntemi ile etilen glikol çözücüsünde hazırlanmıştır. Bu malzemeler XRD, SEM ve fotoakım teknikleriyle karakterize edilmiştir. Nanotüp morfolojisinin, uygulanan potansiyelin, Na2SO4 derişiminin, çözelti karıştırma hızının ve pH değerinin reaksiyon hızı ve ürün seçiciliği üzerine etkisi araştırılmıştır. Tüm anotların TiO2 fazı esas olarak anataz fazındadır. Ti levha üzerindeki nanotüp uzunluğunun artışıyla FEK aktivitesi, XRD piklerinin şiddeti ve fotoakım değerleri artmıştır. Hem Na2SO4 derişiminin hem de uygulanan potansiyelin düşmesi ile tepkime hızı azalırken 3-piridinmetanal seçiciliği artmıştır. Çözeltinin karıştırma hızının artırılmasıyla hem aktivite hem de 3-piridinmetanal seçiciliği artmıştır. Karşılaştırma amacıyla gerçekleştirilen fotokatalitik (FK) deneylerde daha düşük bir aktivite gözlenmiş ve elektrokatalitik olarak da hiçbir aktiviteye rastlanmamıştır. N2 gazı varlığında FK aktivitesi gerçekleşmemiştir. Buna karşın N2 varlığında FEK reaksiyonları O2 varlığına kıyasla daha hızlı olmuştur. FEK reaksiyonunda ve hem N2 hem de O2 atmosferinde üretilen 3-piridinmetanal, katotta indirgenmiştir. Ancak 3-piridinmetanalin anotta yükseltgenmesi çok daha hızlıdır. FK reaksiyonları asidik koşullar altında gerçekleştirilemezken FEK reaksiyonları pH 2-12 aralığında gerçekleştirilebilir.