Saf Titanyum Ve Tin Kaplamalrın Alkali Çözeltilerde Anodizasyonu Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, titanyum metalinin alkali çözeltide yapılan anodizasyonu sonucu TiO2 anataz formunda fotokatalitik yüzey oluşturarak anodizasyon parametrelerinin belirlenmesidir. Çalışmanın içinde, TiN kaplı numunelerin aynı koşullarda anodizasyonu sonucu titanyum oksinitrürlerin oluşumu ile gün ışığında fotoaktif davranış gösteren kaplamalar elde etmek de amaçlanmıştır. Alkali çözeltilerde yapılan titanyum anodizasyonuna ait prosedürler geliştirilmemiştir. Alkali çözeltilerde anodik oksidasyon oluşum potansiyeli asit çözeltilerden daha düşük değerlerdedir. Ancak, yüksek kristalin yapılı filmler elde etmek için uzun süreler gerekmektedir. Çünkü anodizasyon hızı asit elektrolitten daha düşüktür. Titanyumun yüksek alkali çözeltilerde yapılan anodizasyonu sonucu poröz titanyum dioksit filmleri elde edilir. TiO2 filmlerinin anataz formu UV ışık altında yüksek fotokatalitik aktivite gösterir. TiO2 filmlerinin N katkılandırılması ile absorbsiyon kenarları UV bölgeden görünür ışık bölgesine kayar. Literatürde N katkılandırılmış TiO2 ya da titanyum oksinitrür olarak adlandırılan filmler görünür ışık altında yüksek fotokatalitik aktivite gösterirler. Bu amaçla, Ti ve TiN kaplı numuneler 10-70V aralığında değişen potansiyel değerlerinde, 0.1M KOH çözeltisinde anodize edilmişlerdir. Anodize edilmiş numunelerin karakterizasyonu micro-Raman spektroskopisi ve XRD ile yapılmıştır. Filmlerin yüzey pürüzlülükleri ve topografileri optik profilometre ile değerlendirilmiştir. TiNxOy filmlerinin temas açıları temas açı ölçer ile ölçülmüş ve yüzeyde değişen N-O kompozisyonları için EDS analizleri kullanılmıştır.The aim of this study, is to obtain photocatalytic surface in anatase form of TiO2 as a result of Ti anodization in alkaline solution and to determine the parameters of anodization. Another aim of this study is to obtain titanium oxynitride as a result of TiN anodization with same parameters that exhibit photoactive properties under visible light. The procedures of anodic oxidation is well-known for many metals, but in the case of titanium in strong alkaline solutions procedures are not well developed. The oxidation potential in alkaline solution is lower than in acid solution. But, it takes long times to produce high crystalline films in case the anodic potantial rate is lower in alkaline electrolytes than in acid electrolytes. Anodic oxidation of titanium in highly alkaline solutions yield porous titanium dioxide films. The anatase form of TiO2 films have high photocatalytic activity by UV light. The incorporation of nitrogen into TiO2 extends the absorption edge of TiO2 from UV to visible region. Named in literature as nitrogen-doped titanium oxide or titanium oxynitride (TiNxOy) films exhibit high photocatalytic under visible light. For this aim, Ti and TiN coated samples were anodized in 0.1M KOH at different potential values between 10-70V. The characterization of the anodized samples were performed by micro-Raman spectroscopy and XRD. The roughness and topography of the film surfaces were evaluated by optical profilometer. The contact angles of the TiNxOy films were measured using contact angle-meter. EDS analysis were used for the differences of N-O compositions on the TiNxOy surfaces.