Photocatalytic Water Remediation on Nano Designed Catalysts

Abstract

Bu çalışmada TiO2 destekli Cd katalizörleri emprenye yöntemi kullanılarak %0,5-5 oranlarında Cd yüklemesinde hazırlanmıştır. Bu katalizörler, bu metalin ve miktarının su ıslah alanındaki fotokatalitik aktivite üzerindeki etkisini göstermek için hazırlanmış ve analiz edilmiştir. Bu katalizörler SEM-EDX, XRD ve XPS ile karakterize edilmiştir. Bunu takiben metilen mavisi bozunması ve elektrokimyasal oksidasyon ölçümleri UV ışığı altında incelenmiştir. 100 mV s-1'de 1 M KOH + 0.1875 M metilen mavisi çözeltisinde % 0.5-5 oranlarında Cd yüklemesi ile hazırlanan TiO2 destekli Cd katalizörlerinin metilen mavisi elektrooksidasyon aktivitelerini belirlemek için CV, CA, EIS ve karanlık- UV aydınlatma altında -0,8 V ve +0,8 V potansiyel aralığında elektrooksidasyon ölçümleri incelenmiştir. UV aydınlatması altında,%0,5-5 oranlarında Cd yüklemesinde 1000 saniye ve 0.6 V için hazırlanan Ti02 destekli Cd katalizörlerinin stabilitesi CA yöntemiyle incelenmiştir. Ayrıca,%0,5-5 oranlarında Cd yüklemesinde hazırlanan Ti02 destekli Cd katalizörlerinde metilen mavisinin elektrooksidasyonu için yük transfer direnci, yaklaşık 320 kHz-0.05 Hz ve 0.005 V genlik ile çeşitli potansiyellerde EIS yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Metilen mavisi oksidasyon ölçümlerinde, %0,5 Cd / TiO2 katalizörünün karanlıkta ve UV aydınlatması altında en yüksek katalitik aktiviteye ve stabiliteye sahip olduğunu görülmektedir. %0,5 Cd / TiO2 katalizörü karanlık koşullarda ölçülene kıyasla UV aydınlatması altında daha yüksek elektrokatalitik aktivite sergiler. Geliştirilen katalizörün fotokatalitik aktivitesi, yapı duyarlılığı ile ilgili olabilir. Bu katalizör üretim yöntemi, fotokatalitik su ıslahı için umut vericidir.In this study TiO2 supported Cd catalysts were prepared at 0.5-5% Cd loading by impregnation method. These catalysts were prepared and analyzed to demonstrate the effect of this metal and its amount on the photocatalytic activity in the water remediation area. These catalysts were characterized with SEM-EDX, XRD, and XPS. Following this, methylene blue degradation and electrochemical oxidation measurements were examined under UV light. Electro oxidation measurements were investigated to determine the methylene blue electrooxidation activities with CV, CA, and EIS in 1 M KOH + 0.1875 M Methylene blue solution at 100 mV s-1 between -0.8 V and +0.8 V potential range in the dark and under UV illumination. Under UV illumination, the stability of TiO2 supported Cd for 1000 s and 0.6 V was examined in CA. Furthermore, the charge transfer resistance for the electro oxidation of methylene blue at TiO2 supported Cd catalysts prepared at 0.5-5% Cd loading were investigated with EIS at about 320 kHz and 0.05 Hz to 0.005 V amplitude and varying potentials. Methylene blue oxidation measurements reveal that 0.5% Cd/TiO2 has the highest catalytic activity and stability in the dark and under UV illumination. 0.5% Cd/TiO2 electrode exhibits enhanced electro catalytic activity under UV illumination compared to that measured in dark conditions. This is due to altering the surface electronic structure and crystal properties of TiO2, called structure sensitivity. The enhanced photocatalytic activity of the electrode could be related to structure sensitivity. This electrode production method is promising for the photocatalytic water remediation.