TiO2 nanotüp/CdSe ve CdWO4 nanokompozitlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve katalitik uygulamaları

Bu çalışmada, TiO2 nanotüp dizilimleri üzerine CdWO4 nanorod ve CdSe kaplamaları uygulanarak iki farklı nanokompozit yapı (TCW ve TCS) sentezlenmiştir. TCW kompoziti, hidrotermal yöntemle hazırlanmış; yapısal, morfolojik, optik ve elektrokimyasal özellikleri XRD, XPS, SEM-EDX, UV–Vis difüz yansıma spektroskopisi (UV–Vis DRS), EIS ve fotokimyasal akım ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Rodamin B boyasının UV ve görünür ışık altında fotokatalitik ve fotoelektrokatalitik bozunma testleri gerçekleştirilmiş; görünür ışıkta %95, UV ışıkta %99 bozunma sağlanmış; klorür iyonları varlığında ise 5 mg/L Rodamin B boyası 17 dakikada tamamen mineralize edilmiştir. TCS kompozitleri ise farklı CdSe kaplama süreleriyle hazırlanmış; XRD, SEM-EDX ve UV–Vis analizleriyle karakterize edilmiştir. Elektrokimyasal CO2 indirgenme performansı döngüsel voltametri yöntemiyle değerlendirilmiş; kaplama süresi arttıkça akım şiddeti ve redoks tepkileri belirginleşmiş; özellikle kırk saniyelik CdSe kaplaması uygulanan örnek yüksek katalitik aktivite göstermiştir. CO2 gazı uygulaması sonrası oluşan ürünler GC-MS analizine hazırlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, her iki kompozitin çevresel dönüşüm süreçlerinde etkili katalizörler olarak değerlendirilebileceğini göstermiştir.

In this study, two distinct nanocomposite structures were synthesized by decorating TiO₂ nanotube arrays with CdWO₄ nanorods and CdSe coatings (TCW and TCS). The TCW composite was prepared via hydrothermal method and characterized using XRD, XPS, SEM-EDX, UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV–Vis DRS), EIS, and photocurrent measurements to evaluate its structural, morphological, optical, and electrochemical properties. Photocatalytic and photoelectrocatalytic degradation tests of Rhodamine B were conducted under UV and visible light; 95% degradation was achieved under visible light and 99% under UV light. In the presence of chloride ions, complete mineralization of 5 mg/L Rhodamine B occurred within 17 minutes. TCS composites were synthesis with varying CdSe coating durations and characterized by XRD, SEM-EDX, and UV–Vis DRS analyses. Electrochemical CO₂ reduction performance was evaluated via cyclic voltammetry; increasing the coating time enhanced current response and redox activity, with the sample coated for 40 seconds showing the highest catalytic efficiency. Gas products formed during CO₂ reduction were prepared for GC-MS analysis. The results showed that both composites are promising candidates for catalytic applications in environmental conversion processes.