Mor lahana özütü kullanarak grafen oksitin indirgenmesi ve oksidasyon ile fotokatalitik aktivitesinin incelenmesi

Abstract

Grafen ve türevleri pek çok eşsiz sayılabilecek özelliğe sahip, fotokatalitik bozunum ve adsorpsiyon uygulamalarında potansiyeli olan önemli bir malzemelerdir. Grafen oksitin (GO) indirgenerek oksijen içeren fonksiyonel grupların giderilmesi son yıllarda sıkça kullanılan ilgi çekici bir yöntemdir. Bu çalışmanın amacı, kolay ve etkili bir yöntem olan, yeşil sentez yöntemi ile mor lahana sulu özütü kullanarak GO indirgenmesi ve fotokatalitik giderim uygulamalarında kullanımının incelenmesidir. Sentezleme koşullarını optimize etmek için reaksiyon sıcaklığı 25, 50 ve 100℃’de ve reaksiyon süresinin etkisi ise 1, 2, 4 ve 6 h için incelendi. XRD, FTIR, UV/vis ve SEM sonuçlarına göre 100℃ reaksiyon sıcaklığı ve 6 h reaksiyon süresi GO’nun indirgenmesi için uygun deneysel şartlar olarak bulundu. Elde edilen indirgenmiş grafen oksit (IGO) organik ve katyonik bir boya olan metilen mavisinin (MM) sulu çözeltisinde UV lamba altında ve H2O2 varlığında fotokatalitik bozunum deneylerinde kullanıldı. Sonuçlar 120 min sonunda IGO’nun sulu çözeltiden MM’yi %85 oranında giderdiğini gösterdi. Sentezlenen IGO kullanarak MM’nin fotokatalitik bozunum tepkime kinetiğinin sözde ikinci dereceden reaksiyon kinetiğine uyduğu belirlendi.

Graphene and its derivatives are an important material with many unique properties and potential in photocatalytic degradation and adsorption applications. Removal of oxygen-containing functional groups by reduction of graphene oxide (GO) is an interesting method that has been used frequently in recent years. The aim of this study is to examine graphene oxide reduction by using green synthesis and purple cabbage aqueous extraxt, which is an easy and effective method, and its use in photocatalytic removal applications. To optimize the synthesis conditions, the reaction temperature was first studied at 25, 50, and 100℃, and then the reaction time was studied for 1, 2, 4, and 6 hours. According to XRD, FTIR, UV/vis and SEM results, suitable experimental conditions for GO reduction are obtained at reaction temperature of 100℃ and reaction time of 6 h. The obtained reduced graphene oxide (IGO) was used in photocatalytic degradation experiments in the aqueous solution of methylene blue (MM), an organic and cationic dye, under UV lamp and in the presence of H2O2. The results showed that after 120 min, IGO removed 85% of MM from the aqueous solution. It was determined that the MM photocatalytic degradation reaction kinetics of IGO matched the pseudo second-order reaction kinetics.