H2S Gazına Duyarlı V2O5 Gaz Sensörünün Fabrikasyonu ve Karakterizasyonu

Bu projede, özellikle maden, petrol ve dogal gaz sektörlerinde kullanılacak gaz sensör sisteminde algılayıcı yüzey olarak görev yapacak V2O5 nanoyapılar, Hidrotermal Sentez Yöntemi ile cam taban malzemeler üzerine büyütüldü. Büyütme parametreleri (büyütme süresi, büyütme sıcaklıgı, çözeltiler, çözelti pH degeri ve asitler) degistirilerek üç faklı tür (SN, SO ve HN-PVP kodlu) olarak büyütülen V2O5 nanoyapıların yapısal, morfolojik, elemental, optik ve H2S gaz algılama özellikleri sırasıyla XRD, SEM, EDAX, UV-VIS spektrofotometre ve gaz ölçüm sistemi ile incelendi. XRD ve SEM çalısmaları nanoyapıların polikristal yapıda oldugunu ve monoklinik V2O5 fazında kristallestigini, taban malzemelerin yüzeyinde nano çubuk, nano tel, nano top, nano plaka yapıları içeren yogun bir kaplamanın oldugunu gösterdi. V2O5 nanoyapıların EDAX analizi, nanoyapıların stokiyometrik olarak büyüdügünü ve nanoyapıların yüzeyinde V, O elementlerinin varlıgını dogruladı. Oda sıcaklıgında yapılan optik sogurma ölçümleri, nanoyapıların yasak enerji aralıgı degerlerinin büyütme süresine ve büyütme sıcaklıgına baglı olarak degistigini gösterdi. Öncelikle V2O5 nanoyapılı sensörler için sabit 50 ppm H2S gazına karsı sıcaklıga baglı olarak statik gaz algılama ölçümleri 30-240 oC (SN kodlu), 35-210 oC (SO kodlu) ve 27-117 oC (HN-PVP kodlu) sıcaklık aralıklarında yapıldı ve sensörlerin çalısma sıcaklıkları sırasıyla 210 oC, 145 oC, 42 oC olarak belirlendi. Her bir sensör için belirlenen çalısma sıcaklıklarında 1-50 ppm arasındaki farklı konsantrasyonlarda H2S gazı için gaz algılama ölçümleri yapıldı. Sensörlerin 1-50 ppm konsantrasyon aralıgındaki H2S gazına karsı yüksek duyarlılık sergiledigi görüldü. Ayrıca, sensörlerin yanıt ve geri dönüs süreleri hesaplandı. Büyütme parametreleri degistirilerek yapılan eniyileme islemleri ve bu ölçümler sonucunda, HN-PVP kodlu V2O5 nanotel network yapılı sensör 50 oC altındaki çalısma sıcaklıgında (42 oC) 10-50 ppm seviyesinde H2S gazını algılama yapabilen eniyilenen sensör olarak belirlendi. Eniyilenen sensör için sekiz farklı nem degerinde H2S gazı için gaz algılama ölçümü yapıldı. Ayrıca, eniyilenen sensör için kontrol grubu gazları için gaz algılama ölçümü yapıldı.