Şekil ve boyut kontrollü titanyum dioksit partiküllerinin üretimi

Abstract

Bu çalışmada çözücü-kontrollü yaklaşım temel alınarak, solvotermal sentez yöntemi ile şekil ve boyut kontrollü anataz kristal formunda TiO₂ tozları üretilmiştir. Gliserol organik çözücüsü ve üç farklı başlangıç titanyum kaynağı kullanılarak gerçekleştirilen bu çalışmalarda farklı tane morfolojilerine sahip TiO₂ tozları sentezlenmiştir. Amorf yapıda TiO(OH)₂ başlangıç tozunun 260° C'de gliserol ile kimyasal reaksiyonu sonucunda, bir metal-organik kompleksi olan titanyum gliserolat (TiGly) yapısı çözünme-tekrar çökelme mekanizması ile elde edilmiştir. TiOSO₄.xH₂O ve anataz kristal formunda TiO₂ başlangıç tozları ise yüksek kristallik derecelerinden dolayı gliserol ile etkileşime girmemiştir. Şekil ve boyut kontrollü toz sentezinin sağlanabilmesi için hem gliserol organik çözücüsünün deprotone olması hem de kullanılan başlangıç titanyum kaynağının parçalanması gerekliliği ortaya konulmuştur. TiGly yapısının gelişimi ile 5-9 μm uzunluğa, ~ 350 nm genişliğe ve nanometre seviyesinde de kalınlığa sahip şeffaf, çubuksu şekle sahip anataz tozları kontrollü olarak elde edilmiştir. Çubuksu morfolojideki bu tozların çok kristalli ve 30.8 nm birincil tane boyutuna sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca sentez sıcaklığı, sentez süresi ve karıştırma hızı gibi süreç parametrelerinin çubuksu şekle sahip tozların sentezinde faz dönüşümü ve tane morfolojisi üzerindeki etkileri incelenmiştir.