Tez detayları

Photocatalytic and photoelectrochemical water splitting over ordered titania nanotube arrays = Düzenli titanya nanotüpler üzerinde fotokatalitik ve fotokimyasal su parçalanması

Yazarlar:

Karslioğlu, Osman

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2008

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000307001

Anahtar sözcükler:

Özet

The objective of this study was to investigate photocatalytic water splitting over ordered TiO2 nanotube arrays. Synthesis of ordered nanotube arrays of titania, as a micron thick film on a titanium foil was accomplished by electrochemical anodization methods defined in the literature. Effect of two types of electrolyte (aqueous and organic) on the micro-morphology was observed by scanning electron microscopy. Optimum anodization times for the TiO2 nanotube electrodes, synthesized in ethylene glycol electrolyte, were different for acidic and basic electrolytes. Optimum times were determined as 2 hours in acidic and 4 hours in basic solutions. An H-type cell was constructed using a two side anodized titanium foil aiming the photocatalytic, stoichiometric and separate evolution of H2/O2 from the splitting of water. Gas evolution was observed at a rate of approximately 1 mL/h in the anode and 0.5 mL/h in the cathode, which implied the reverse of the desired stoichiometry. As the surface was corroded in that experimental conditions, electrochemical properties of the synthesized films were investigated by cyclic voltammetry (CV) at milder conditions. CV showed the reduction of Ti4+ to Ti3+, beginning at -0.2 V (vs. Ag/AgCl). Since the process is accompanied by proton intercalation to the oxide, non-annealed samples showed higher currents in that region. Non-annealed samples showed no photocurrent. Photocurrents obtained in this work, on the average 0.1-0.2 mA/cm2, were one order of magnitude lower than the similar studies in the literature.

Bu çalışmanın amacı düzenli titanya nanotüpler üzerinde fotokatalitik su parçalanmasını incelemektir. Düzenli titanya nanotüplerin mikron kalınlığında tabaka olarak titanyum folyo üzerinde sentezlenmesi literatürde tanımlanmış elektrokimyasal anotlaştırma yöntemleriyle başarıldı. İki tip elektrolitin (sulu ve organik) mikro-morfolojiye etkisi taramalı elektron mikroskopisiyle incelendi. Etilen glikol elektrolitinde sentezlenen TiO2 nanotüp elektrotlar için optimum anotlaştırma süresi asidik ve bazik ortamlarda farklıydı. H-tipi bir hücre, iki yüzü anotlaştırılmış bir titanyum folyo kullanılarak, suyun parçalanmasıyla fotokatalitik, stokiyometrik ve ayrı H2/O2 üretimi amacıyla kuruldu. Beklenen stokiyometrinin tersine, anotta yaklaşık 1 mL/sa, katotta yaklaşık 0.5 mL/sa hızlarında gaz çıkışı gözlendi. Deney koşullarında yüzey aşındığından, sentezlenmiş tabakaların elektrokimyasal özellikleri daha yumuşak koşullarda devirsel voltametriyle (DV) incelendi. DV -0.2 V'den (Ag/AgCl'ye karşı) başlayarak Ti+4'ün Ti+3'e indirgenmesini gösterdi.

Tez detayları

Photocatalytic and photoelectrochemical water splitting over ordered titania nanotube arrays = Düzenli titanya nanotüpler üzerinde fotokatalitik ve fotokimyasal su parçalanması

Yazarlar:

Karslioğlu, Osman

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2008

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000307001

Anahtar sözcükler:

Enerji

Kimya Mühendisliği

Özet

Tez detayları

Photocatalytic and photoelectrochemical water splitting over ordered titania nanotube arrays = Düzenli titanya nanotüpler üzerinde fotokatalitik ve fotokimyasal su parçalanması

Yazarlar: Karslioğlu, Osman

Yayıncı: Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar: Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2008

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000307001

Anahtar sözcükler:

Enerji

Kimya Mühendisliği

Özet

Yazarlar:

Karslioğlu, Osman

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Fizik | Kimya mühendisliği

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2008

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000307001