Geri Dön

The uses of modified muscovite at photoelectrochemical reactions and the application to new techniques

Modifiye edilmiş muskovitin fotoelektrokimyasal tepkimelerde kullanılması ve yeni tekniklere uygulanması

  1. Tez No: 149652
  2. Yazar: YUSUF DİLGİN
  3. Danışmanlar: PROF.DR. BERRİN YENİGÜL, PROF.DR. GÜREL NİŞLİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Muscovite, methylene blue, adsorption, modified carbon paste electrode, ascorbic acid, photoelectrochemistry, flow injection analysis
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 280

Özet

ÖZET MODİFİYE EDİLMİŞ MUSCOVİTİN FOTOELEKTROKİMYASAL TEPKİMELERDE KULLANILMASI VE YENİ TEKNİKLERE UYGULANMASI DİLGİN, Yusuf Doktara Tezi, Kimya Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Gürel NİŞLİ Prof. Dr. Berrin YENÎGÜL Eylül-2004, 233 sayfa Metilen mavisinin (MM) sulu ortamdaki davranışı ve sulu fazda iyon değiştirmeye dayalı muscovite adsorpsiyonu spektrofotometrik ve voltammetrik yöntemlerle incelenmiş ve MM nin pKa değeri potansiyometrik olarak 6.25 bulunmuştur. Doğal muskovit, LİNO3, sıvı n-butilamin (nba), gaz nba, 1.0, 3.0 ve 5.0 M HC1, 1.5 M H2S04 ve derişik HNO3 ile koşullandırılarak, MM nin adsorpsiyonu incelenmiş ve adsorpsiyon kapasite değerleri doğal muskovit için 20, diğerleri için sırasıyla 30, 30, 25, 8.4, 7.5, 8.8, 8.3 ve 25 umol/g olarak, spesifik yüzey alanları ise sırasıyla 16.13, 24.20, 24.20, 20.17, 6.78, 6.05, 7.10, 6.70 ve 20.17 m /g bulunmuştur. Koşullandırılmış muskovitlerin yapısı ve MM adsorpsiyonuyla yüzeydeki değişimler FTTR, TGA, DTA, X-RD, EDX ve SEM analizleriyle izlenmiştir, zirkonyum fosfat (ZrP) ve ve titanyum fosfat (TİP) daki katmanlararası etkileşim (interkalasyon) özelliği muskovitte gözlenmemiştir. Karşılaştırma amacıyla sentezlenen ZrP ve TiP, gaz nba ve sıvı nba ile koşullandırılmış ve MM adsorpsiyonuylaVI adsorpsiyon kapasite değerleri ZrPve TİP için 66 ve 95, gas nba-ZrP ve - TİP için 430 ve 187, sıvı nba-ZrP ve TİP 65 ve 150 umol/g olarak, spesifik yüzey alanları ise sırasıyla 53.24, 76.63, 346.87, 150.85, 52.43 ve 121.00 m /g bulunmuştur. Tüm materyaller için Freundlich ve Langmuir izotermleri elde edilmiş ve izoterm sabitleri hesaplanmıştır. İzoterm eğrilerinin de Langmuire uyumlu olduğu saptanmıştır. MM adsorplanmış materyallerle modifiye karbon pasta elektrot (MKPE) hazırlanarak, elektrokimyasal davranışları döngüsel voltammetri ve diferansiyel puis voltametri teknikleri ile karakterize edilmiştir. MKPE lardaki MM nin redoks özelliğinin döngüsel voltammogramlarmdan yarı tersinir nitelikte olduğu saptanmıştır. Yarı pik potansiyelleri (Em) muskovite-MKPE için -174 mV, ZrP-MKPE için -111 mV ve TİP için -207 mV, Pik potansiyelleri arasındaki fark (AEp) ise sırasıyla, 128, 198, 183 mV bulunmuştur. Tarama hızı (v) ile Em değişimi sabit kalırken (muskovit modifiye elektrot için -167 mV), AEp artmıştır. Anodik ve katodik pik akımlarının ise v '/2 ile doğrusal değişiminden elektrot olayının diffüzyon kontrollü süreç ile gerçekleştiği sonucuna varılmıştır. pH arttıkça MKPE lardaki Leko MM (LMM) nin yükseltgenme pik potansiyellerinin daha negative kaymasından ve eğiminden yükseltgenme sırasında pH ye bağlı olarak 1 yada 2 rf“ tükendiği saptanmıştır. Askorbik asit (AA) ortamında MKPE ların döngüsel voltamogramlardan MM ile verdiği tepkimelerin elektrokatalitik ve elektrot yüzeyine ışık düşürüldüğünde (100 veya 500 W halojen lambavn kullanılarak) fotelektrokatalitik olduğu ve mekanizmanın kimyasal- elektrot (KE) yada foto KE olduğu bulunmuştur. MKPE 1ar akışkan sistemde AA elektrokimyasal ve özellikle fotoelektrokimyasal incelenmesinde bir amperometrik dedektör olarak kullamlmıştır. Fotoamperometrik çalışmaları yapmak için, çalışma elektrodunun yüzeyine ışık düşecek şekilde iki adet akış hücresi tasarlandı ve teflon bloktan yapıldı. Akışkan sistemde modifiye elektrotlar kullanarak amperometrik ve fotoamperometrik AA incelenmesinde + 50 veya 100 mV sabit potansiyel, 1.5 mL/dk akış hızı, 100 uL örnek hacmi, 25 cm kolon uzunluğu ve 45 sn ışık süresi optimum çalışma koşullan olarak belirlendi. Modifiye elektotlar iyi duyarlık, kararlılık ve tekrarlanabilirlik göstermiştir. Sıvı nba ile önkoşullandınlmış ve MM adsorplanmış muskovit ile hazırlanan MKPE da, AA in fotoamperometrik ve amperometrik tayininde kalibrasyon eğrisi sırasıyla 1.0xl0”6-8.0xl0“5 M (Belirtme Sınırı (BS) 8.4xl0”6 M, Tayin Sınırı (TS) ise 4.2x1 0“5 M) ve 5.0x1ü”6 - 1.0x1 0-4 M (BS = 7.7x10“ 6 M, TS = 3.9xl0”6 M) AA arlığında doğrusal olarak elde edilmiştir. 6.0x1 0“5 M AA in 5 ölçümü için bağıl standart sapma amperometrik inclemede % 1.7 ve fotoamperometrik inclemede % 2 olarak bulunmuştur. Aynı şekilde gas nba ile önkoşullandınlmış ve MM adsorplanmış ZrP ile hazırlanmış MKPE da, fotoamperometrik AA tayini için 1.0x1 0”6 - 4.0xl0“5 M (BS = 1.5X10”6 M, TS = 4.1x1ü“6 M) aralığında doğrusal bulunmuş ve bağıl standart sapma 3.0x1 0”5 M AA in 4 ölçümü için % 1.2 elde edilmiştir. Gas nba ile önkoşullandınlmış ve MM adsorplanmış TİPvm da ise hem amperometrik hemde fotoamperometrik AA tayini için 1.0x1 0“6 - 5.0x1 0'5 M ( amperometrik AA için BS = 1.6x1 0”6 M ve TS = 5.4x1 0-6 M, fotoamperometrik AA İçin BS = 1.4x1 0-6 M ve TS = 4.6x1 0-6 M) aralığında lineer ve bağıl standart sapma 1.0x1 0"5 M AA in 5 ölçümü için sırasıya %1.9 ve %2.5 bulunmuştur. Bu yöntemlerle farmasötik bileşiklerdeki (Sandoz ve Redoxon) AA içeriği tayin edilmiş ve karşılaştırılan standart triiyodür yöntemiyle uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Anahtar Sözcükler : Muskovit, metilen mavisi, adsorpsiyon, modifiye karbon pasta elektrot, askorbik asit, fototelektrokimya, akışa enjeksiyon analizi.

Özet (Çeviri)

DC ABSTRACT THE USES OF MODIFIED MUSCOVITE AT PHOTOELECTROCHEMICAL REACTIONS AND THE APPLICATION TO NEW TECHNIQUES DİLGİN, Yusuf Ph.D Thesis in Chemistry Supervisor: Prof. Dr. Gürel NİŞLİ Prof. Dr. Berrin YENİGÜL September-2004, 233 pages The behavior of methylene blue (MB) in aqueous media and its adsorption onto muscovite via ion exchange was examined by spectrophotometric and voltammetric methods. The acidity constant (pKa) value of MB was found as 6.25 by potentiometrically. Natural muscovite was pretreated with LİNO3, liquid and gas n-butylamine, 1.0, 3.0 and 5.0 M HC1, 1.5 M H2S04 and concentrated HN03 and then the MB was adsorbed onto these materials. The adsorption capacity value for natural muscovite was found as 20 and 30, 30, 25, 8.4, 7.5, 8.8, 8.3 ve 25 umol/g for other conditioned muscovite samples, respectively, also specific surface areas were found asl6.13, 24.20, 24.20, 20.17, 6.78, 6.05, 7.10, 6.70 ve 20.17 m2/g respectively. The structure of pretreated muscovite sample, the changes of their surface via MB adsorption was characterized by FTIR, TGA, DTA, X-RD, EDX ve SEM. In order to compare with the results of the muscovite, the synthesized ZrP and TiPpretreated with the gas and liquid nba and the adsorption capacity value via MB adsorption were found to be 66 and 95 umol/g for ZrP and TiP, 430 and 187 umol/g for gas nba-ZrP and -TiP and 65 and 150 umol/g for liquid nba-ZrP and TiP, and the specific surface areas were found as 53.24, 76.63, 346.87, 150.85, 52.43 ve 121.00 m2/g respectively. The Freundlich and Langmuir isotherms were obtained and isotherm constants were calculated. The resulted curves were fitted to Langmuir equation. The intercalation property was observed at the ZrP and TiP, but this property was not observed at the muscovite. The electrochemical behavior of the carbon paste electrode modified with MB adsorbed materials (MCPE) was characterized by using cyclic and differential pulse voltammetry. The redox property of MB at the MCPE surface was found as quasi-reversible according to CV. The half peak potentials (Em) were found as -174 mV for muscovite- MB/MCPE, -111 mV for ZrP-MB/MCPE and -207 mV for TİP- MB/MCPE and the peak separation (AEp) was found as 128, 198 and 183 mV, respectively. Although Em nearly remains constant (-167 mV for muscovite-MB/MCPE), AEp increases by increasing scan rate (v). The anodic and cathodic peak currents were changed linearly by v1/2, indicating a diffusion-controlled process. The oxidation peak potentials of Leuco-MB (LMB) was shifted to negative by increasing pH and the expending of 1 or 2 tf“ during the oxidation depending on pH was obtained from the slop of pH-E graphic. The reaction between AA and MB was found as electrocatalytically or photoelectrocatalitically when modified electrodeXI surface was irradiated by light and the mechanism of these reactions was also found to be chemical-electrode (CE) or photo CE from cyclic voltammograms of MCPEs in AA media. MCPEs were used an amperometric detector in FIA for electrochemical and photoelectrochemical investigation of AA. To make photoamperometric study, two flow cells were designed to be able to directly irradiate the working electrode surface and homemade by Teflon block In the FI amperometric and FI photoamperometric investigation of AA by using modified electrode, +50 or 100 mV as constant potential, 1.5 mL/min as flow rate, 100 uL as sample volume, 25 cm as transmission tubing length and 45 s as irradiation time were defined as optimum working conditions. Modified electrodes observed good sensitivity, stability and reproducibility. The linear concentration range in the photoelectrochemical FI and electrochemical FI amperometric (without electrode surface irradiation) at muscovite-MB/MCPE was 1.0xl0”6-8.0xl0-5 M (detection limit (DL) is 8.4x1 0-6 M, limit of quantitation (LOQ) is 4.2xl0-5 M) and 5.0xl0“6 - LOxlO-4 M (DL is 7.7X10”6 M, LOQ is 3.9x1ü“6 M) AA respectively. The relative standard deviation (RSD) in photoelectrochemical FI and electrochemical FI for a standard solution of 6.0x1 0”5 M AA was less than 2.0 % RSD (n=5) and 1.7 % RSD (n=5) respectively. The linear range and sensitivity for the photoelectrocatalytic FIA were improved about 61% compared with those obtained without irradiation FIA.xn A linear relationship between AA concentration and the peak current was obtained over the concentration range l.OxlO“6 - 4.0x1 0”5 M (DL is 1.5xl(r6 M, LOQ is 4.1x1er6 M) (r-0.9978) at gas nba-ZrP/MCPE for FI photoamperometric method. The precision was investigated by repeated injections of the same concentration (n=4) using 3.0xl0“5 M AA and RSD was 1.20 % for the FI photoamperometric study. Similar results were obtained by using the second flow cell and gas nba-TiP-MB/MCPE. The calibration curve for AA was linear over the concentration range from l.OxlO”6 to 5.0xl0“5 M (DL is 1.6xl0”6 M and LOQ is 5.4xl0“6 M for FI amperometric study, and DL is 1.4x1ü”6 M and LOQ is 4.6x1 0“6 M for FI photoamperometric study). The RSD between six measurements with equal concentration of AA, was 2.5 % for amperometric and 1.9 % for photoamperometric, obtained for injection of l.OxlO”5 M AA solution. The linear range photoelectrocatalytic FIA was improved about 60% compared with those obtained without irradiation FIA. Using the experimentally established conditions the AA was determined in two samples of pharmaceutical products by using all MCPEs. The results obtained by the FI amperometric and photoamperometric proposed method showed good agreement with those established using a triiodide procedure.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    282757

    2-hidroksietil metakrilat-kil nanokompozitlerinin sentezi, karakterizasyonu ve salım sistemlerinde kullanımının incelenmesi

    Synthesis and characterization of 2-hydroxyethyl methacrylate-clay nanocomposites and investigation of their uses in released systems

    FATMA ÇAVUŞOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Biyoteknolojiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HASİNE KAŞGÖZ

  2. Tez No

    807304

    EMT zeolitinin sentezi ve farklı ıyon formlarının su tutma kapasıtesı üzerine etkisi

    Synthesis of EMT zeolite and the effect of fifferent ion forms on water holding capacity

    SEDAT DELEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÇİĞDEM ORAL

  3. Tez No

    522600

    Yüzeylerin titanyum nanoçubuklar ve onların altın/gümüş ile modifiye formları ile nanodesenlenmesi ve farklı alanlarda kullanılabilirliklerinin incelenmesi

    Nanopatterning of surfaces with titanium nanorods and their gold/silver modified forms and investigation of their possible uses in different fields

    DİLEK ŞURA ÖZDEN DİNÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERHAN BİŞKİN

  4. Tez No

    46241

    Co(II), Ni(II), Cr(III) ve Cr(IV) elementlerinin adsorbsiyonla zenginleştirilmesi ve grafit fırınlı AAS ile tayini

    Başlık çevirisi yok

    ÖZGÜL GÖÇER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. ÜNEL KÖKLÜ

  5. Tez No

    701770

    Osmanlı Döneminde günümüze tıbbi ve aromatik bitkilerin kullanım alanları: Osmanlı saray mutfağına bakış

    The uses of medicinal and aromatic plants in the Ottoman period: A look at the Ottoman palace cuisine

    BÜŞRA ÇAKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Gastronomi ve Mutfak SanatlarıİSTANBUL AYVANSARAY ÜNİVERSİTESİ

    Gastronomi ve Mutfak Sanatları Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA MANKAN

Geri Dön