SPR bandina sahip metal ZrO2 nanoparçaciklarin uv kürleştirme tekniği ile hazirlanmasi ve karakterizasyonu
Preparing and characterization of metal ZrO2 nanoparticles which have SPR band with the uv curing technic
- Tez No: 1006421
- Danışmanlar: PROF. DR. NERGİS ARSU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Kimya, Polymer Science and Technology, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, Tip I fotobaşlatıcı Irgacure 2959 varlığında fotokimyasal indirgeme ve eş zamanlı polimerizasyon yoluyla zirkonyum dioksit (ZrO2) nanoparçacıklarının in-situ oluşumu başarıyla gerçekleştirilmiştir. Oluşan nanoparçacıkların mekanizması UV-Vis ve floresans spektroskopisi ile incelenmiştir. Morfolojik analizler FE-SEM ile gerçekleştirilmiş ve nanoparçacıkların polimer matriks içerisinde homojen dağıldığı belirlenmiştir. XRD analizleri ZrO2 nanoparçacıklarının tetragonal kristal yapıya sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca farklı ZrO2 içeriklerine sahip nanokompozit filmlerin yüzey özellikleri temas açısı ölçümleri ile değerlendirilmiştir. Nanoparçacık varlığında fotopolimerizasyon kinetiği foto-diferansiyel taramalı kalorimetri (foto-DSC) ile incelenmiştir. ZrO₂ oluşum mekanizması, ZrCl4'ün radikal destekli fotokimyasal bozunması ile açıklanabilir. UV ışığı altında Irgacure 2959 α-bölünmesine uğrayarak benzoil ve α-hidroksialkil (ketil) radikalleri oluşturur. Bu süreçte ketil radikalleri Zr⁴⁺ türlerinin fotoredüksiyonuna katkı sağlayarak ZrO2 oluşumuna yol açarken, benzoil radikalleri eş zamanlı olarak polimerizasyon reaksiyonunu başlatmaktadır. Bu yöntem, ZrO2 nanoparçacıklarının oda sıcaklığında basit bir yaklaşımla hazırlanmasını mümkün kılmaktadır. Tezin ikinci bölümünde, in-situ ön fotopolimerizasyon (FPP) reaksiyonları 2-hidroksietil akrilat (2-HEA) ve akrilamid (AAm) monomerlerinin farklı oranlarında, fotobaşlatıcı olarak bis(2,4,6-trimetilbenzoyl) fenilfosfin oksit (BAPO) kullanılarak, ZrO2 nanoparçacıkları varlığında ve yokluğunda gerçekleştirilmiştir. UV kürleme ile nanokompozit hidrojeller sentezlenmiş ve şişme davranışı, boyutsal değişimleri ve FPP kinetiği incelenmiştir. Ön sıcaklığı, maksimum sıcaklık (Tmax) ve reaksiyon süreleri termal kamera ile analiz edilmiştir. Isı akısı, polimerleşme ısısı, polimerleşme hızı ve çift bağ dönüşümü (DBC%) foto-DSC ile belirlenmiş, morfoloji FE-SEM ile, termal özellikler ise TGA ile karakterize edilmiştir. Elde edilen hidrojeller yüksek şişme oranı ve mekanik kararlılık göstermiştir. Son bölümde ise aynı sistemler Irgacure 2959 fotobaşlatıcısı kullanılarak tekrar hazırlanmış ve elde edilen sonuçlar başlatıcıların fotodekompozisyon davranışı ve radikal etkinliği açısından karşılaştırılmıştır. Bu çalışma sonucunda, optik sensörler ve fonksiyonel ince film kaplamalar için nanokompozit filmler ile yüksek performanslı hidrojeller geliştirilmiştir. Tez çalışmaları kapsamında Akrilat monomerlerinden nanokompozit ince filmler ve hidrojeller geliştirilerek optik sensör, fonksiyonel kaplama, 3D baskı ve ilaç salınımı uygulamaları hedeflenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis consists of three sections. In the first section, the in-situ formation of zirconium dioxide (ZrO2) nanoparticles was successfully achieved through photochemical reduction in the presence of the Type I photoinitiator Irgacure 2959. The formation mechanism were investigated using UV–Vis and fluorescence spectroscopy. Morphological analyses were performed by using FE-SEM, revealing a homogeneous nanoparticle distribution within the polymer matrix. X-ray diffraction (XRD) confirmed that the ZrO2 nanoparticles possess a tetragonal crystal structure. In addition, the surface properties of nanocomposite films containing different ZrO₂ contents were evaluated by contact angle measurements. Photopolymerization kinetics in the presence of nanoparticles were analyzed using photo-DSC. The formation mechanism of ZrO2 can be explained by the radical-assisted photochemical decomposition of ZrCl₄. Under UV irradiation, Irgacure 2959 undergoes α-cleavage, producing benzoyl and α-hydroxyalkyl (ketyl) radicals. Ketyl radicals participate in the photoreduction of Zr⁴⁺ species, leading to ZrO₂ formation, while benzoyl radicals simultaneously initiate polymerization. This approach enables the preparation of ZrO2 nanoparticles at room temperature through a simple method. In the second section, in-situ frontal photopolymerization (FPP) reactions were carried out using different ratios of 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA) and acrylamide (AAm) monomers with bis(2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (BAPO) as the photoinitiator, in the presence and absence of ZrO2 nanoparticles. Nanocomposite hydrogels were synthesized by UV curing, and their swelling behavior and FPP kinetics were investigated. Front temperature, maximum temperature (Tmax) were analyzed using a thermal camera. Heat flow, polymerization enthalpy, polymerization rate, and double bond conversion (DBC%) were determined by photo-DSC, while morphology and thermal properties were characterized by FE-SEM and thermogravimetric analysis (TGA). The obtained hydrogels exhibited high swelling ratios and remarkable mechanical stability. In the final section, the same systems were prepared using Irgacure 2959. Consequently, nanocomposite films for optical sensors and functional thin-film coatings, as well as high-performance hydrogels, were developed.
Benzer Tezler
- Development of metal and metal oxide nanoparticles and investigation of their potential applications
Metal ve metal oksit nanoparçacıkların geliştirilmesi ve potansiyel uygulama alanlarının incelenmesi
ÖZGE ÇAVUŞLAR
Doktora
İngilizce
2019
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR
- Mikrobiyal altın nanopartikül (AUNP) sentezinin optimizasyonu, karakterizasyonu ve adjuvan olarak kullanım potansiyelinin değerlendirilmesi
Optimization of microbial gold nanoparticles (AUNP) synthesis, characterization and assessment of potential use as adjuvant
NEFİSE ÜNLÜER
Doktora
Türkçe
2022
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ESİN HAMEŞ TUNA
- Modifiye altın nanoparçacıklar yardımıyla nitroaromatik enerjetik maddelerin spektroskopik tayini
Spectroscopic determination of nitroaromatic energetic materials with the aid of modified gold nanoparticles
NEŞE ULAR
- Kimyasal ve biyojenik yöntemler ile gümüş nanopartiküllerin sentezi ve analitik uygulamaları
Synthesis of silver nanoparticles by chemical and biogenic methods and analytical applications
AYÇA GİRGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLTEN ÇETİN
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- Kırmızı öbek adayı HD 94264 (46 LMi) yıldızının element bolluk analizi
Elemental abundance analysis of red clump candidate star HD 94264 (46 LMi)
BETÜL CİVELEKLER
Doktora
Türkçe
2022
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul ÜniversitesiAstronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TAŞKIN ÇAY