Mineral katkılı antibakteriyel özelllikli fotokatalitik aktiviteye sahip nanokompozitlerin geliştirilmesi

Abstract

Günümüzde, artan çevre bilinci ve insan sağlığının daha önem kazanması ile boya endüstrisinde kullanılan boyaların dekoratif özelliklerinin yanısıra kendi kendini temizleme, ortam havasını temizleme veya anti bakteriyel özelliklerin de olması istenmektedir. Bu fonksiyonların kazandırılmasında nanoteknoloji yaklaşımları ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasının temel amacı boyalar için antibakteriyel özellikli nanokompozit malzeme elde etmektir. Yıllık 800 bin tonluk üretim kapasitesi ile Avrupa'nın altıncı büyük boya üreticisi durumunda olan ülkemizde, boya üretim girdilerinin %65'i yurtdışından temin edilmekte, hammadde ihtiyacı artan üretim kapasitesine paralel olarak artmaktadır. İthal edilen bu hammaddelerin azaltılması ancak kullanılan fotoaktif malzemenin miktarını düşürmek veya aynı miktarlarla daha yüksek fotokatalitik aktivite elde etmek ve ıslak örtücülük (düşük yüzey gerilimi) özelliklerinin geliştirilmesi ile mümkündür. Bu sayede, ülkemizde boya üreten firmaların ileri düzeyde teknoloji kullanan donanımlı, dünya standartlarında tesisler olarak faaliyet gösterebilmeleri ve küresel rekabette söz sahibi olabilmeleri sağlanabilecektir. Bilindiği gibi, fotokatalitik aktivite özelliğinden dolayı en çok tercih edilen yarıiletken olan titanyum dioksit solar spektrumun sadece ultraviyole bölgesinde aktiftir. Soğurma bandının görünür bölgeye (gün ışığı) kaydırılması için farklı katkıların denenmesi son yıllarda yoğun olarak araştırılmaktadır. Bu amaçla, tez kapsamında ilk olarak solgel yöntemi ile TiO 2 -kalsit, TiO 2 -SiO 2 ve TiO 2 -talk kompozitleri sentezlenerek fotoaktif yüzey alanının artırılmasına çalışılmıştır. Üretilen boyaların anti bakteriyel performansı ve diğer foto-katalitik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Bir sonraki aşamada, boyalara antibakteriyel özellikler kazandırmak amacıyla TiO 2 -ZnB kompoziti sentezlenmiştir.Nowadays, environment awareness and human health issues are of paramount importance. Therefore, in the paint industry, the paints should have the antibacterial, self-cleaning and environment cleaning properties besides their decorative properties. For this purpose, the nanotechnological approach offers new properties and opportunities for antibacterial applications. The main objective of the study is to obtain antibacterial nanocomposite materials for paints. Turkey is the sixth paint producer of the Europe with the amount of 800 thousand tonnes annually and supplies the 65% of the production inputs from abroad. Raw material needs rise in parallel with increased production capacity. Reduction of exported raw materials can be enabled by lowering the added the amount of photoactive agents' amount ensure the higher photocatalytic activity and better the wettability (lower surface tension) properties. Thus, the paint industry will obtain high technology, high performance and production capacity. Because of its photocatalytic activity properties, titanium dioxide is the most prefered semi-conductor. It actives just in the ultraviolet region of the solar spectrum. In the last years there have been conducted a lot of experiments by using different dopants in order to shift the absorption band though the visible region of the solar spectrum. For this purpose, firstly TiO 2 /calcite, TiO 2 /silica, TiO 2 /magnesium silicate composites were synthesized by using solgel method in order to increase photoactive surface area. Anti-bacterial property performance and the effects on the other photocatalytic properties of produced paints were investigated. In the next step, ZnO.B 2 O 3 /TiO 2 nanocomposite powder was synthesized in order to obtain antibacterial paints.