Murat Kaya

Kaya, Murat

Profile URL

https://hdl.handle.net/20.500.14411/6687

Name Variants

Kaya,Murat
Murat, Kaya
M., Kaya
Kaya M.
Kaya, Murat
K.,Murat
K., Murat
M.,Kaya
Kaya,M.
Murat Kaya

Job Title

Profesör Doktor

Email Address

muratkaya@atilim.edu.tr

Main Affiliation

Chemical Engineering
Chemical Engineering

ORCID ID

0000-0002-2458-8924

Full item page

Sustainable Development Goals

3

GOOD HEALTH AND WELL-BEING

3

Research Products

6

CLEAN WATER AND SANITATION

9

Research Products

7

AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY

24

Research Products

9

INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE

4

Research Products

11

SUSTAINABLE CITIES AND COMMUNITIES

1

Research Products

14

LIFE BELOW WATER

3

Research Products

Scholarly Output

55

Articles

37

Citation Count

1742

Supervised Theses

16 Scholarly Output Search Results

Now showing 1 - 10 of 10

Amin Borandan Hidrojen Üretilmesi için Üzerine Bimetalik Gümüş-bakır Nanoparçacıkları Eklenmiş Silika Kaplı Kobalt Ferrit Manyetik Nanoparçacıkların Hazırlanması
(2016) Mohammed, Salma S. Abdalla; Kaya, Murat; Chemical Engineering
Hidrojen en önemli temiz enerji kaynaklarından biri olarak bilinmektedir ve mobil uygulamalar için hidrojen taşıyıcı sistemler ve bu sistemlerden hidrojen eldesini sağlayacak metodların geliştirilmesi çok önemlidir. Literatürde olarak metal hidrürler, kimyasal hidrürler, organic moleküller, metal organic kafes yapıları ve karbon nanotüpler gibi hidrojen depolama malzemeleri ile ilgili bir çok yayın bulunmaktadır.Bunlar arasında kimyasal hidrürler yüksek hidrojen depolama kapasiteleri sebebi ile büyük ilgi görmektedir. Kararlılığı ve toksik olmaması yanında kütlece 19.6 % oranında hidrojene sahip olması sebebi ile amin boran önemli bir bidrojen depolama malzemesi olarak bilinmektedir. Uygun katalizör kullanımı ile normal şartlarda 1 mol amin borandan 3 mol hidrojen eldesi mümkündür. Amin borandan hidrojen eldesinde kinetic parametrelerin iyileştirilmesi için yüksek etkiye sahip katalizörlerin heliştirilmesi, hidrojen enerjisinin mobil uygulamaları için çok önemlidir. Bunun yanında katalizörün reaksiyon ortamından ayrılması ve tekrar kullanımı, üstesinden gelinmesi gereken diğer önemli konulardır. Bu çalışmada, amin borandan hidrolitik olarak hidrojen eldesin için katalizör olarak manyetik olarak ayrılabilen CoFe2O4@SiO2 destek malzemesine ıslak emdirme yöntemi ile ekelenmiş gümüş-bakır nanoparçacıklarının hazırlanması için kolay bir yöntem rapor edilmiştir. Hazırlanan katalizör oda sıcaklığında amin borandan hidrojen eldesi reaksiyonunda mükemmel katalitik aktivite göstermiştir. İlk çevrim frekansı 146 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Buna ek olarak, CoFe2O4@SiO2 destek malzemesi üzerine eklenmiş AgCu nanoparçacıklar, kaydadeğer kararlılık ve tekrar kullanılabilme kabiliyeti göstermiştir ve amin borandan hidrojen eldesinde 10. kullanımda bile tam çevrimde hemen hemen ilk aktivitesini korumuştur.
Gümüş Nanoparçacıkların Yüklendiği Polianilin-titanyum Dioksit Nanokompozit Malzemenin Hazırlanması ve Çevre Islahında Kullanımı
(2020) Elbuzedı, Mohamed; Kaya, Murat; Tirkeş, Seha; Chemical Engineering
Son yıllarda, birçok tekstil endüstrisinin atık sularındaki zehirli ve kanserojen organik boyalardan kaynaklanan çevre kirliliği insan sağlığı için ciddi bir sorundur. Bu nedenle, atıklardaki bu boyaların giderilmesi, bu çevresel sorunun çözülmesinin bir yoludur. Bu zehirli moleküllerin zehirli olmayan bileşenlere ayrışmasını sağlamak için olası yöntemler, adsorpsiyon, ters ozmoz, çökeltme ve koagülasyon-flokülasyondur. Bununla birlikte, bu tekniklerde daha fazla işlem uygulama ihtiyacı vardır ve maliyet-etkin değildir. Bu sorunu çözebilecek çeşitli yöntemler arasında, son derece reaktif anyonları (O2−) ve radikalleri (•OH) içeren Gelişmiş Oksidasyon Süreçleri (AOP'ler), atık su arıtımında potansiyel kullanımları nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Bu reaktif oksijen türleri, yarı iletken fotokatalizörler tarafından UV veya görünür ışığa maruz kaldıktan sonra salınır. ZnO, Fe2O3, SnO2, CdS, TiO2, vb. gibi çok sayıda yarı iletken katalizör, fotokatalizlemedeki benzersiz özellikleri nedeniyle atık sudaki organik boyaları uzaklaştırmak için kullanılmıştır. Güneş ışığına dayalı fotokatalitik aktivite, çevre ıslahında kullanım için önemli bir kapasiteye sahiptir. Bununla birlikte, görünür ışınlama altında, değerlik ve iletkenlik bantları arasındaki büyük enerji farkı nedeniyle yarı iletken fotokatalizörlerin yetersiz aktivitesi hala uygulanmalarını engellemektedir. Birçok araştırmacı, güneş ışığının görünür kısmından en fazla verim elde etmek için yarı iletken fotokatalizörlere metal ve ametal iyonlarla katkılama veya eş-katkılama yaparak bant boşluklarını azaltmak için mücadele etmiştir. Metal oksit yarı iletkenlerinin yanı sıra, fotokatalizleme için görünür ışık kullanan konjüge polimer esaslı fotokatalizörler de son zamanlarda ortaya çıkan seçeneklerdir. Düşük toksisitesine, daha stabil olmasına ve düşük maliyetine ek olarak polianilin (PANI), görünür ışık aralığında yüksek soğurma katsayısına sahiptir ve üzerinde bulunan yük taşıyıcıları da yine yüksek mobiliteye sahiptirler. Ayrıca PANI, foton aydınlatması altında hem güçlü bir elektron verici hem de çok iyi bir delik alıcı malzemedir. Fotokatalitik aktiviteyi arttırmak için altın ve gümüş gibi asal metal modifikasyonları yapılabilir. Asal metal modifikasyonu, polimerin yüzeyi üzerinde yüzey plazmon rezonans etkisinin oluşumuna neden olur. Fotokatalitik malzeme yüzeyinde üretilen elektronik alan, fotokatalitik verimdeki artışın temel faktörü olarak bilinen yük (elektron-boşluk) ayırma verimliliğini artırabilir. Ag, Au ve Pt gibi metal nanoparçacıklar, fotokatalitik malzemelere eklendiğinde, yüzey elektronlarının bir arada yaptığı osilasyonlar nedeni ile oluşan yüzey plazmon rezonanstan dolayı e--h+ çiftlerinin ömrü artar. Buna ek olarak, polimer üzerinde biriken asal metaller, foton kaynaklı oluşan yük taşıyıcıların yeniden birleşme merkezleri olarak davranabilirler, bu da bu yüklerin fotokatalizör üzerinde yeniden birleşme oranlarında bir azalmaya neden olur. Metal nanoparçacıklar arasında, gümüş esaslı olan, e--h+ çiftlerinin yeniden birleşme oranlarındaki azalmayı etkileyen 320 ila 450 nm dalga boyunda yüksek yüzeyli plazmonları nedeniyle çoğunlukla tercih edilmiştir. Bu çalışmada, gümüş nanoparçacıklarla donatılmış, manyetik özelliği olan polianilin-titanyum dioksit nanoparçacık kompozit malzemesi (MNP-PANI-TiO2-AgNP) kimyasal polimerleşme sonrası sıvı emdirimi ve indirgenme işlemi ile güneş ışığı altında etkin görev yapabilecek bir katalizör hazırlanmaya çalışılmıştır. MNP-PANI-TiO2-AgNP kompozit malzemesinde bulunan her bileşenin katalitik aktiviteye olan etkisinin anlaşılması için, yalın PANI, manyetik nanoparçacıklı PANI (MNP-PANI) ve TiO2 ve manyetik nanoparçacık eklenmiş PANI (MNP-PANI-TiO2) kompozitleri aynı prosedürler uygulanarak hazırlanmıştır. Bundan sonra, hazırlanan kompoiztler, PANI-AgNPs, MNP-PANI-AgNPs ve TiO2-AgNPs oluşturmak için gümüş nanoparçacıklar ile donatıldılar. Hazırlanan katalizörlerin karakterizasyonları, Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Transmisyon Elektron Mikroskopisi (TEM), Enerji Dağıtıcı X-ışını Spektroskopisi (EDX), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve Endüktif Olarak Bağlı Plazma Optik Emisyon Spektroskopisi (ICP) kullanılarak yapıldı. -OES). TiO2 nanoparçacıklarının (P25), yalın PANI, MNP-PANI, MNP-PANI-TiO2, TiO2-AgNPs, PANI-AgNPs, MNP-PANI-AgNPs ve MNP-PANI-TiO2-AgNPs kompozitlerine ait fotokatalitik aktiviteler güneş ışığı kullanarak metilen mavisinin (MB) bozulmasının takibi ile araştırıldı. Sonuçlara göre, aralarında MNP-PANI-TiO2-AgNPs kompozit malzemesi, 40 dakika içinde boyanın % 99'unun bozunmasını sağlayarak gelişmiş bir katalitik aktivite göstermiştir. Bu nedenle, görünür ışıkta aktif olabilen yüksek verimli ve stabil fotokatalizör, PANI üzerine AgNPs, MNP ve TiO2 nanoparçacıkları ilave edilerek, çevreci ve hızlı yöntemler kullanılarak elde edildi.
Amin Boranın Dehidrojenlenmesi için Bakır Nanoparçacık Eklenmiş Politiyofenin Hazırlanması
(2017) Alablaq, Salha; Kaya, Murat; Chemical Engineering
Nanokatalizörler sahip oldukları büyük yüzey-hacim oranları sebebi ile yüksek katalitik aktivite gösteren malzemeler olarak bilinmektedirler. Koloidal nanoparçacıkların sulu çözeltileri gibi homojen nanokatalizörler ise reaksiyonun oluşması için kullanılan başlangıç maddeleri ve oluşan ürünler ile aynı fazda bulunmaktadır. Bu tip katalizörlerin heterojen katalizörlere karşı başlıca avantajı sahip oldukları yüksek seçicilik olarak sayılabilir. Ancak düşük termal kararlılıkları, ciddi metal kirliliği ve reaksiyon ortamından geri kazanımındaki zorluk homojen katalizörlerin karşılaştığı başlıca zorluklardır. Bu zorlukların üstesinden gelebilmek için heterojen nanokatalizörler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür katalizörlerde metal nanoparçacıklar silika, alumiyum ve karbon temelli malzemelerin üzerine sabitlenmektedir. Günümüzde ise bazı polimer destek malzemeleri kolay ve ucuz üretim metodları sebebi ile büyük ilgi toplamaktadır. Hidrojen en önemli temiz enerji kaynaklarından biri olarak bilinmektedir. Bu sebeple metal hidrürler, kimyasal hidrürler, organik moleküller, metal organik kafesler ve karbon nanotüpler gibi hidrojen depolama malazemelerinin üretimi için birçok çalışma yapılmaktadır. Bu hidrojen depolama malzemleri arasında kimyasal hidrürler yüksek hidrojen depolama kapasitesine sahip olmaları sebebi ile büyük ilgi görmektedir. Kimyasal hidrürler arasından amin boran, yüksek hidrojen depolama kapasitesi (kütlece 19.6 %), yüksek kararlılık ve düşük toksisiteye sahip olması sebebi ile büyük önem kazanmıştır. Uygun katalizör kullanımı ile ılımlı şartlarda 1 mol amin borandan 3 mol hidrojen eldesi mümkündür. Amin borandan hidrojen eldesinde kinetik parametrelerin iyileştirilmesi için yüksek etkiye sahip katalizörlerin geliştirilmesi, hidrojen enerjisinin uygulamaları için çok önemlidir. Bu tezde, amin borandan sulu ortamda hidrojen eldesi için politiyofen üzerine bakır nanoparçacıkların eklendiği katalizörün hazırlanması için uygun bir yöntem sunulmaktadır. Bunun için ilk olarak politiyofen destek malzemesi hazırlanmıştır. Daha sonra bakır iyonları ıslak emdirme yöntemi ile polimer destek malzemesinin üzerine eklenmiştir. Bu aşamadan sonra bakır iyonları sodium borohidrür kullanılarak indirgenmiş ve bakır nanoparçacıklar elde edilmiştir. Daha sonra hazırlanan katalizörün katalitik aktivitesi ortaya çıkarılmıştır. İlk çevrim frekansı 11.8 dk-1 olarak bulunmuştur. Buna ek olarak, hazırlanan katalizörün kararlılığı ve tekrar kullanılabilme kapasitesi bulunmuştur. Hazırlanan katalizör oldukça iyi kararlılık ve tekrar kullanılabilme kapasitesine sahiptir. Bakır eklenmiş politiyofen katalizörü amin boranın hidrolitik olarak dehidrojenlenmesindeki beşinci tekrar kullanımından sonra benzer aktivite göstermiştir.
Amin Borandan Hidrojen Üretilmesi için Paladyum Nanoparçacıkları Eklenmiş Politiyofenin Hazırlanması ve Karakterize Edilmesi
(2017) Aljaraı, Sumaıa Ahmed Muftah; Kaya, Murat; Chemical Engineering
Günümüzde nanoyapıya olan katalizörler katalitik etkinlikleri sebebi ile oldukça yüksek ilgiye sahiptirler. Bu nedenle istenilen büyüklüğe ve etkinliğe sahip katalizörlerin hazırlanmasına yönelik prosedürlerin geliştirilmesine yönelik oldukça fazla çaba sarfedilmektedir. Etkili bir katalizör hazırlamak için başlıca etkenlerden biri uygun destek malzemesinin hazırlanmasıdır. Uygun destek malzemesi nanoparçacıkların topaklaşmasını engelleyerek katalitik aktivitenin sabit kalmasını sağlar ve kolay ayrılması ile tekrar kullanım performansını artırır. Destek malzemeleri arasında polimerler ucuz olmaları, kolay hazırlanmaları ve kararlılıkları sebebi ile iyi birer aday olarak sayılmaktadır. Hidrojen en önemli yeşil enerji kaynaklarından biri olarak bilinmektedir. Bu nedenle hidrojen depolama malzemelerinden hidrojen üretiminde kullanılmak üzere uygun kalatlizörlerin dizayn ve üretimleri oldukça önemlidir. Metal ve diğer kimyasal hidrürler, organik moleküller, metal organik kafes yapıları ve karbon nanotüpler gibi katı hidrojen depolama malzameleri arasında amin boran (AB) yüksek hidrojen bileşenine (19.6 wt %) sahip olması, kararlılığı ve toksik olmaması sebebi ile en önemli hidrojen depolama malzemesi olarak bilinmektedir. Uygun ve etkili bir katalizörün kullanılması ile yapıda bulunan tüm hidrojenin ılımlı şartlar altında alınması mümkündür. Bu sebeple amin borandan hidrojen eldesinde etkili katalizörlerin kullanımı için etkili katalizörlerin üretilmesi, hidrojen enerjisinin gelişmesi ve yaygın kullanımı için çok önemlidir. Bu tezde, amin borandan hidrolitik olarak hidrojen eldesi için katalizör olarak politiyofen destek malzemesine ıslak emdirme yöntemi ile eklenmiş paladyum nanoparçacıklarının hazırlanması için kolay bir yöntem rapor edilmiştir. Hazırlanan katalizör oda sıcaklığında amin borandan hidrojen eldesi reaksiyonunda iyi bir katalitik aktivite göstermiştir. İlk çevrim frekansı 28.9 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Buna ek olarak, politiyofen destek malzemesi üzerine eklenmiş Pd nanoparçacıklar, kaydadeğer kararlılık ve tekrar kullanılabilme kabiliyeti göstermiştir.
Gümüş Nanoparçacık Eklenmiş Manyetik-pedot Nanokompozit Malzemenin Hazırlanması ve Fotokatalitik Aktivitesinin İncelenmesi
(2018) Belhaj, Fatma Saad Mohamed; Kaya, Murat; Chemical Engineering
Tekstil atık suları ile çevreye atılan zehirli organik malzemelerin giderilmesi çevre ıslahı açısından büyük önem arzetmektedir. Bu sebeple çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler arasında organik kirleticilerin oksidasyon ile bozunmasını sağlayan ileri oksidasyon işlemi olarak bilinen yöntem son zamanlarda büyük ilgi görmektedir. Bu yöntemde organik kirletici, ışık ve katalizör yardımı ile parçalanarak giderim hedeflenmektedir. Bu tarz işlemlerde genellikle katalizör olarak yarıiletken TiO2 ve ZnO nanoparçacıkları kullanılmaktadır. Ancak nanoboyutlu parçacıkların işlem sonunda ayrılmasında karşılaşılan zorluklar yeni yaklaşımların geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Bu nedenle daha etkin ve üretimi kolay olan ve aynı zamanda katalizörün tekrar kullanımına imkan verebilecek malzemelerin üretilmesi büyük öneme sahiptir. Bu doğrultuda iletken polimerler, kolay üretilme ve yüksek fotokatalitik aktivite potansiyeline sahip olmaları sebebi ile oldukça ilgi çekici malzemelerdir. Bunun yanında filtreleme ve santrifüj gibi pahalı, zahmetli ve büyük hacimlerdeki kirliliklere uygulanması zor olan yöntemlere alternatif olabilecek manyetik ayırma özelliği için uygun malzemeler olarak görülmektedir. Bu çalışmanın amacı manyetik özelliğe sahip UV ışığı altında yarı iletken katalizörlerden daha aktif fotokatalizörlerin üretilmesidir. Bu doğrultuda manyetik kobalt ferrit (SiO2-CoFe2O4) ve gümüş nanoparçacık (AgNPs) içeren iletken polimerlere örnek PEDOT (SiO2-CoFe2O4/PEDOT-AgNPs) hazırlanmıştır. Elde edilen nanokompozit malzemenin etkinliği model kirletici olarak bilinen metilen mavisinin (MB) UV ışığı altında giderimi ile araştırılmıştır. Bunun yanında katalitik etkinlikteki artışı sistematik olarak kanıtlamak için TiO2 nanoparçacık, PEDOT ve SiO2-CoFe2O4/PEDOT yapılarının katalitik etkinlikleri de araştırılmıştır. Hazırlanan parçacıkların ayrıntılı karakterizasyonları yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HR-TEM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını (EDX) ve indükleşmiş eşlenmiş plazma optik emisyon spektrometrisi (ICP-OES) ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlarla, hazırlanan yeni malzemenin yarı iletken malzemelerden daha etkili bir şekilde giderimi sağladığı kanıtlanmıştır. Eklenen manyetik özellik sayesinde karmaşık ayırma yöntemlerine ihtiyaç duymadan katalizörün ortamdan ayrılması sağlanmıştır.
Fotokatalitik Su Arıtımı için Nanokompozit Malzeme Hazırlanması
(2017) Salıhı, Nawar Razzaq Kadhım; Kaya, Murat; Chemical Engineering
Önemli sorunlardan biri olarak su kaynakları ve ilgili sıkıntılar, ekolojik su sistemlerinin sürekli olarak kirlenmesi nedeniyle önem kazanmıştır. Günümüzde, araştırmacılar organik kirleticilerin oksidasyon ile bozunmasını sağlayan gelişmiş tekniklerle ilgilenmektedirler. Sonuç olarak, yarı iletken fotokatalizör teknolojisi, bilim insanlarını çevresel ıslahın sağlanabilmesi için yönlendirmiştir. Son zamanlarda, yarı iletken fotokatalizörler içerisinde, özellikle ZnO, hava ve sudaki endüstri temelli atıkların gideriminde kullanılması nedeniyle ilgi çekmektedir. Bu fotokatalizör, düşük maliyeti, çevre dostu olması ve sürdürülebilirlik gibi uygun niteliklerinden dolayı arıtma yöntemi olarak kullanılabilir. ZnO dışında, su kirliliği arıtması için kullanılabilecek pek çok yarı iletken bulunmaktadır, ancak bu küçük parçacıklı toz halindeki fotokatalizörler için, etkili ayırma, yeniden kullanım ve dağılım hala önemli problemlerdendir. Manyetik özellik, askıda kalan katalizör parçacıklarının atık sudan başka ayırma tekniklerine gerk duymadan uzaklaştırılması için manyetik ayırımın etkili bir şekilde uygulanmasını sağlamaktadır. Manyetik özellik ayrıca fotokatalizörün sıvıda dağılımını sağlayarak katalitik reaksiyonlar için büyük yüzey alanının oluşmasına imkan verir. Bu çalışmada, yüksek aktiviteye ve iyi ayrılma özelliğine sahip fotokatalizör elde etme amacıyla, manyetik kobalt ferrit (SiO2-CoFe2O4) ve çinko oksit (ZnO) eklenmiş PEDOT (SiO2-CoFe2O4/PEDOT/ZnO) içeren manyetik olarak geri kazanımlı fotokatalizör olarak kullanılabilecek yeni bir nanokompozit malzeme üretmek için basit bir yöntem gösterilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HR-TEM), enerji dağılımlı X-ışını (EDX) nanokompozit fotokatalizörlerin karakterizasyonunda kullanılmıştır. SiO2-CoFe2O4/PEDOT/ZnO nanokompozit malzemenin fotokatalitik aktivitesi metilen mavisinin (MB) UV ışık kaynağı altında renginin giderilmesi çalışması ile test edilmiştir. ZnO, PEDOT ve ZnO/PEDOT'un fotokatalitik aktiviteleri son yapıdaki iyileştirmenin kontrol edilebilmesi için ayrıca gösterilmiştir. Sonuç olarak, PEDOT polimer kullanımı ve ZnO'in bu polimer ile sinerjik etkileşimi fotokatalitik aktiviteyi iyileştirmektedir. Fotokatalizörün yüksek aktivitesinin yanı sıra, sentezlenen SiO2-CoFe2O4/PEDOT/ZnO nanokompozit malzeme avantaj olarak manyetik özelliğe de sahiptir. PEDOT fotokatalizörün aktivitesinde iyileşme sağlamasının yanı sıra, nanokompozit yapıya manyetik özellik kazandıran manyetik nanoparçacıkların ilave edilmesine olanak sağlamaktadır.
Hidrojen Üretimi için Katalizör Olarak Paladyum Nanoparçacık Yüklenmiş Manyetik Özelliğe Sahip Polianilin Hazırlanması ve Karakterizasyonu
(2020) Alsada, Ahmed Saleh Abdullah; Kaya, Murat; Akpınar, Yeliz; Chemical Engineering
Kataliz günümüzde çok önemli bir yere sahiptir. Birçok çevre ve sürdürülebilirlikle ilgili konularda katalizör kullanımının gerekli olması sebebi ile katalizörün önemi ortaya çıkmaktadır. Metal nanoparçacıklar, sahip oldukları katalitik özellikler nedeni ile birçok araştırmacının dikkatini çekmiştir. Metal nanoparçacıkların katalizör olarak etkinliklerinin arırılması için silika ve alumina gibi destek malzemeleri üzerine yerleştirilmektedir. Bunların yanında polimer tabanlı malzemeler kararlılıkları ve üzretimlerindeki kolaylık sebebi ile son zamanlarda destek malzemesi olarak kullanılmaya başlanmıştır. Temiz ve sürdürülebilir enerji kaynakları arayışı halen devam etmektedir. Hidrojen temiz bir enerji kaynağı olarak bilinmektedir ve yakın gelecekte fosil yakıtlara olası bir alternatif olabileceği düşünülmektedir. Bu nedenle su, biyokütle, hidrokarbonlar ve kimyasal hidritler gibi hidrojen içeren birçok maddeden hidrojen eldesi ilgi odağı olmaktadır. Bu maddeler arasında, amonyak boran, yüksek stabilite ve düşük toksisite yanında yüksek oranda hidrojen (ağırlıkça% 19.6) içermesi sebebi ile de öne çıkmaktadır.Bu tezde, manyetik özelliğe sahip polianilin üzerine eklenmiş paladyum nanoparçacıkları içeren kompozit malzeme hazırlanmıştır. Bunun için öncelikle manyetik nanoparçacık içeren PANI oksidative polimerleşme yöntemi ile hazırlanmıştır. Daha sonra paladyum nanoparçacıkları sıvı içerisinde karıştırılarak yüzeye tutturulmuş ve sodium borhidrür ile indirgeme işlemi yapılarak nanoparçacık haline getirilmiştir. Hazırlanan parçacıkların katalitik aktiviteleri oda sıcaklığında amonyak borandan hidrojen eldesinde denenmiştir. Ayrıca hazırlanan malzeme ve içeriğinde bulnan diğer bileşeklerin karakterizasyonları SEM, TEM, EDX, FTIR ve ICP-OES kullanılarak yapılmıştır. Uygun koşullar belirlendikten sonra 20 mg, % 1.2 Pd nanoparçacık eklenmiş katalizörün kullanımı ile TOF değeri 220 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Sahip olduğu manyetik özellik sayesinde katalizör reaksiyon ortamından filtreleme veya santrifüj gibi yöntemlere gereksinim duymadan harici bir mıknatıs yardımı ile kolayca ayrılmıştır. Daha sonra tekrar kullanılabilirlik çalışmasında 5 defa kullanılmış ve 5 kullanım sonunda başlangıç aktivitesinin % 95 ini koruduğu gözlemlenmiştir.
Titanyum Dioksit ve Manyetik Nanoparçacık İçeren Yüksek Kükürt İçerikli Polimerik Kompozitlerin Sentezi ve Fotokatalitik Uygulamaları
(2022) Topcuoğlu, Mert; Kaya, Murat; Cihaner, Atilla; Chemical Engineering
Doğada en çok bulunan elementlerden birisi olan kükürt zehirli olmayıp açık havada depolanmasına rağmen yanıcı bir katıdır. Her yıl petrol rafinerilerinden yan ürün olarak yaklaşık 70 milyon ton kükürt elde edilmesine rağmen bu devasa miktardaki kükürtün kullanım alanı çok sınırlıdır. Bu nedenle elementel kükürtün katma değeri yüksek ürünlere (polimerler gibi) dönüştürülmesi ve endüstride büyük miktarlarda kullanım bulmasını sağlamak önemlidir. Bu projede bitkisel yağ asitleri kullanarak yeni yüksek kükürt içerikli polimerik malzemelerin sentezi ve metilen mavisi gideriminde kullanılacak fotokatalizör için destek malzemesi olarak kulanımı hedeflenmiştir. Bu amaçla ters vulkanizasyon yöntemi ile elemental kükürt ve yağ asiti, linolenik asit (LnA), kopolimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen polikükürt kopolimerin fotokatalitik etkinliği solar simulator altında metilen mavisinin bozunmasında denenmiştir. Daha sonra polikükürt kopolimere manyetik nanoparçacık ve titanyum dioksit nanoparçacık eklenerek tekrar hazırlanmış ve kompozit malzeme, poly(S-r-FA)-TiO2-MNP, elde edilerek fotokatalitik etkinliği incelenmiştir. Daha sonra kompozit malzeme ile kararlılık çalışması yapılmıştır. Hazırlanan mazlemelerin karakterizasyonları SEM, TEM, EDX, FTIR ve NMR kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Boya derişimindeki azalma UV-Vis spektrometresi ile takip edilmiştir.
Tekstil Atıksularında Bulunan Boya Moleküllerinin Fotokatalitik Bozunma Ürünlerinin Tayini
(2017) Al-naserı, Hıba Alaa Majeed; Kaya, Murat; Chemical Engineering
Fotokatalitik işlem atıklarda bulunan tehlikeli organik bileşiklerin, su kaynaklı mikroorganizmaların, uçucu organik moleküller gibi havayı kirleten maddelerin ve atık plastiklerin gideriminde sıklıkla uygulanmaktadır. Bu işlemde ultraviyole ve görünür ışık altında iletim bandı elektronları ve değerlik bandında oluşan boşlukların yardımı ile fotokatalitik malzemenin yüzeyinde, atık maddelerin parçalandığı yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonları oluşmaktadır. Yukarıda bahsedilen atıklar arasında tekstil bazlı atıklar oldukça zehirli boya içeriği sebebi ile dikkate alınmalıdır. Bu işlem sonucunda elde edilen boya moleküllerinin bozunma ürünlerinin karakterizasyonu bunların özelliklerini açığa çıkarmak için çok önemlidir. Ayrıca ara ürünlerin tayin edilmesi de bozunma yolunun bulunması için çok önemlidir. Bozunma ürünleri ve ara ürünler iki farklı yol ile takip edilebilir. Birincisinde UV-Vis spektrometresi kullanılarak renklerinden takip edilir. İkinci yolda ise elde edilen ürünler alev iyonlaşma (FID), ısı iletkenliği ve kütle (MS) dedektörleri gibi farklı dedektörlerle eşleştirilmiş gaz (GC) yada sıvı kromatografisi (LC) ile bulunabilir. Bu çalışma tekstil atıksularında bulunan boya moleküllerinin fotokatalitik bozunma ürünlerinin tayin edilmesi ile ilgilidir. Bunun için TiO2 nanoparçacıklar ve paladyum nanoparçacık eklenmiş PEDOT varlığında ve UV ışığı altında elde edilen metilen mavisinin (MB) fotokatalitik bozunma ürünleri UV-Vis spektroskopisi, ve LC-MS kullanılarak araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, metilen mavisinin UV ışınları altında TiO2 nanoparçacıkların ve paladyum eklenmiş PEDOT (PdNPs/PEDOT) yapılarının kullanıldığı fotokatalitik reaksiyonlarda parçalandığını göstermektedir. TiO2 nanoparçacıklar fotokatalitik boya bozunması reaksiyonlarında yaygın olarak kullanılmaktadır ve bozunma ürünleri ile bozunma yolu literatürde verilmektedir. Bu çalışmada metilen mavisinin UV ışığı altında TiO2 nanoparçacıkları ile fotokatalitik olarak bozunması ile ilgili elde edilen sonuçlar literatür ile uyumludur. Yeni katalizör olan PdNPs/PEDOT da ise, elde edilen bozunma ürünleri, TiO2 nanoparçacıklarla elde edilen ürünler ile benzerlik göstermektedir. Bu sebeple, UV ışığı altında PdNPs/PEDOT ile fotokatalitik olarak metilen mavisinin bozunmasının, TiO2 nanoparçacıkları ile aynı bozunma yolunu takip ettiği sonucuna ulaşılmaktadır. Ayrıca, bu çalışma, UV ışığı altında metilen mavisi moleküllerinin PdNP/PEDOT destekli fotokatalitik bozunumunun ayrışma ürünlerine ve yoluna iyi bir bakış açısı getirmektedir.
Gümüş Nanoparçacık Eklenmiş Poli (n-metilanilin) Kürelerin Hazırlanması ve Karakterizasyonu
(2020) Al-bayatı, Marwah; Kaya, Murat; Akpınar, Yeliz; Chemical Engineering
İletken polimerler (CP'ler), kolay hazırlanma yöntemleri ve yarı iletken ile metallerin elektriksel özelliklerini birleştirmenin yanı sıra, düşük maliyetleri sayesinde günümüzde akademi ve endüstride büyük ilgi çekmektedir. Bu tezde, birden fazla bileşenli yapıya sahip görünür ışık altında çalışan fotokatalizör, gümüş nanoparçacık eklenmiş poli (N-metilanilin) küreler (PNMA-AgNP'ler), sırasıyla oksidatif kimyasal polimerizasyon ve sıvı emdirme yöntemleri kullanılarak hazırlanmıştır. Elde edilen parçacıkların karakterizasyonu SEM, TEM, EDX, XPS, FTIR ve ICP-OES kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre 300 nm civarında bir boyuta sahip PNMA nanoküreleri hazırlanmış ve üzerine 3 nm civarı gümüş nanoparçacıklar başarılı bir şekilde eklenmiştir. Daha sonra PNMA-AgNP kompozit malzemenin, güneş ışığı altında boya moleküllerinin bozulmasındaki etkinliği araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, gümüş nanoparçacıkların eklendiği PNMA küreleri, solar simulatör altında 30 dakikada %98.5 lik bir metilen mavisi giderimi sağlarken, aynı şartlarda PANI ve boş PNMA 90 dakikada sırası ile % 32 ve %44 lük bir giderim sağlamışlardır.PNMA-AgNP kompozit malzemenin yüksek fotokatalitik etki göstermesini, eklenen gümüş nanoparçacıklarının sahip olduğu yüzez plasmon etkisi ile açıklamak mümkündür. Bu özellik sayesinde yapının soğurma özelliğinin arttığı, bunun da fotokatalizörün yük ayırma verimliliğini arttırarak fotokatalitik işlem sırasında üretilen elektronlar ve boşluklar arasında yük rekombinasyon olasılığının azalmasına sebep olduğu düşünülmektedir. Elde edilen deney sonuçları, PNMA-AgNP kompozit malzemesinin, güneş ışığı altında boya moleküllerinin parçalanması için fotokatalizör olarak potansiyel uygulamaya sahip olduğunu göstermektedir.