İncir yaprağı ekstrağından yeşil sentez yöntemi ile zno ve Fe, MN katkılı ZnO nanoparçacıklarının fotovoltaik ve fotokatalitik uygulamaları ve karekterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışması, incir yaprağı ekstraktı kullanılarak gerçekleştirilen yeşil sentez yöntemiyle, metal (Mn ve Fe) katkılı ZnO nanoparçacıkların sentezlenmesini ve bu nanoparçacıkların çeşitli uygulamalarda kullanılabilirliğini araştırmaktadır. Çalışmanın ana odağı, bu nanoparçacıkların fotokatalitik ve fotovoltaik özelliklerinin incelenmesidir. İlk olarak, ZnO nanoparçacıklar, çevre dostu bir yaklaşım olan yeşil sentez yöntemiyle, incir yaprağı ekstraktının yardımıyla Mn ve Fe ile katkılandırılarak sentezlenmiştir. Bu yöntem, kimyasal kullanımını minimuma indirgeyerek çevresel etkiyi azaltmayı hedefler. Elde edilen nanoparçacıkların yapısal ve kimyasal özellikleri, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (EDX), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X-ışını Difraksiyonu (XRD) ve İletim Elektron Mikroskobu (TEM) gibi çeşitli analiz teknikleri kullanılarak detaylı bir şekilde karakterize edilmiştir. Bu analizler nanoparçacıkların başarılı bir şekilde sentezlendiğini ve beklenen kimyasal bileşime sahip olduğunu göstermiştir. Tezde incelenen iki ana uygulama alanından ilki, metilen mavisinin fotokatalitik bozundurulmasıdır. Fotokatalitik testler, metal katkılı ZnO nanoparçacıklarının, metilen mavisini etkili bir şekilde bozundurabildiğini ve bu süreçte yüksek aktivite gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu sonuçlar, nanoparçacıkların su arıtma teknolojilerinde potansiyel bir fotokatalizör olarak kullanılabileceğini göstermektedir. İkinci uygulama alanı ise nanoparçacıkların fotovoltaik özelliklerinin incelenmesidir. Metal katkılı ZnO nanoparçacıklarının fotovoltaik cihazlarda kullanım potansiyeli, yapılan testlerle değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, bu nanoparçacıkların güneş ışığından elektrik enerjisi üretiminde verimliliği artırabileceğini ve bu sayede daha etkin solar hücrelerin geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini göstermiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması, yeşil sentez yöntemiyle üretilen metal katkılı ZnO nanoparçacıklarının çevresel ve enerji uygulamalarındaki potansiyelini vurgulamakta ve bu nanoparçacıkların gelecekteki teknolojilere önemli katkılarda bulunabileceğini ortaya koymaktadır.This thesis investigates the synthesis of metal-doped ZnO nanoparticles using green synthesis methods with fig leaf extract, and their potential applications in photolytic and photovoltaic fields. The main focus of the study is to examine the photocatalytic and photovoltaic properties of these nanoparticles. Initially, ZnO nanoparticles were synthesized by doping with Mn and Fe using a green synthesis approach, which aims to reduce environmental impact by minimizing chemical usage. The structural and chemical characteristics of these nanoparticles were thoroughly characterized using various analytical techniques such as Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), and Transmission Electron Microscopy (TEM). These analyses confirmed the successful synthesis of the nanoparticles with the expected chemical composition. The first main application explored in the thesis is the photocatalytic degradation of methylene blue. Photocatalytic tests demonstrated that the metal-doped ZnO nanoparticles effectively degraded methylene blue, showing high activity. These results indicate the potential of these nanoparticles as photocatalysts in water purification technologies. The second application area investigated is the photovoltaic properties of the nanoparticles. The potential use of metal-doped ZnO nanoparticles in photovoltaic devices was evaluated, and the results suggested that these nanoparticles could enhance the efficiency of electricity production from sunlight, thus contributing to the development of more effective solar cells. In conclusion, this thesis highlights the potential of metal-doped ZnO nanoparticles synthesized via green methods for environmental and energy applications, suggesting that these nanoparticles could make significant contributions to future technologies.