Development of doped TiO₂ photocatalyst on α-Al₂O₃ ceramic substrate and their use in the degradation of ibuprofen, caffeine, and carbamazepine as model contaminants of emerging concern (CECs)

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: CHUKWUKA BETHEL ANUCHA

Danışman: Emin Bacaksız

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, α-Al2O3 seramik altlık malzemesi, optimize edilen HRTiO2 aktif tabakası için destek materyali olarak kullanılmak üzere karakterize edildi. HRTiO2 ve SynTiO2 katalizörlerinin her birine katkı materyali ağırlıkça % 2 oranı, ortak katkılı malzemelerde ise her bir katkı için % 1 oranı uygulandı. Malzemeler, UV-vis/DRS , TGA-DSC, XRD, FTIR, TEM, SEM-EDS, XPS, BET/BJH ölçümleri ile karakterize edildi. TiO2 bazlı fotokatalitik malzemeye % 2 W katkılandığında, başlangıç doğal pH koşulları altında 60 dakika 365 nm dalga boyuna sahip lambayla ışınlama sonrası, 50 mg/L ibuprofen (IBF) derişiminde % 96'ı, 100 mg/L kafein (CAF) derişiminde % 76'ı ve 50 mg/L ve 100 mg/L karbamazepin (CBZ)'nin derişiminde ise sırasıyla % 100 ve % 88'i bozunduğu tespit edildi. Ayrıca, modifiye edilmiş TiO2 katalizörü 450 nm ışınlama altında fotokatalitik aktivite gösterdiği belirlendi. Diğer deneysel parametrelerin bozunma süreci üzerindeki etkileri de araştırıldı ve reaksiyon mekanizmaları önerildi. Ortalama olarak, seramik destek üzerinde ~ 0,005 g W/HRTiO₂ ile 5 mg/L derişimlerinde IBF, CAF ve CBZ'nin % 90'ından fazlası bozunduğu ve 360 dakika ışınlama sonunda CAF ve CBZ'nin % 80'in üzerinde bozunmaya uğradığı belirlendi. Aynı malzemelerin benzer fotokatalitik çalışmalarda 3 kez kullanıldıktan sonra, malzemelerin en üst katmanının yüzey stabilitesi gösterdiği XRD ve FTIR ölçümleri ile tespit edildi.