Effects of some transition metal salts on the synthesis of mesoporous silica
Bazı geçiş metali tuzlarının mezoyapılı silika sentezi üzerine etkileri
- Tez No: 198902
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER DAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Chemistry, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Liyotropik s kristaller, mezofazlar, geçi metal sulukompleksleri, iyonik olamayan yüzey-aktifler, Pluronikler, mezogözenekli malzemeler, Hofmeister etkisi.viiviii, Lyotropic liquid crystals, mesophases, transition metal aqua complexes, non-ionic surfactants, Pluronics, mesoporous materials, Hofmeister effect.v
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
kristal kal plama (SKK) yöntemi mezoyap silika film ve monolitsentezinde s kça kullan lmaktad r. yonik olmayan yüzey-aktiflerin(CnEOm) bu amaçlakullan lmaya müsait kal plar oldu u bilinmektedir. Bu çal mam zda SKK yöntemi ileçe itli geçi metali tuzlar n silika materyal yap ya kat sa lad k. Bu çal man n ikiamac vard r, birisi mezoyap silika içerisine büyük miktarlarda metal iyonu hapsetmek,ikincisi ise geçi metal katyon ve anyonlar n mezoyap ya etkisini ara rmakt r. yonikolmayan yüzey-aktiflerin sulu çözeltilerdeki çözünürlü ünün yüzey-aktifin sudanar nd lmas yla azald dü ünülmektedir. Hofmeister serisine göre tuzlanmay art(salting-out) olarak s fland lan anyonlar, yüzey-aktiflerinin kurumas na (dehydration)neden olur ve yüzeyaktifin çözünürlü ünü azalt rlar. Çözünürlükteki de ikliklernedeniyle geçi metali tuzlar n deri imi ve çe idi SK kal n yap ve sonuç olarakda mezoyap -silikan n yap nda de ikliklere neden olmaktad r. Sistemdeki tuzlardankaynaklanan toplam elektrik yükünün de (ionik direncin) mezofaz n yap nda önemlirolü vard r. Yüksek iyonik direnç, yüzey-aktifin çözünürlü ünü azalt r ve yüzey-aktiflerin kendilerini SK mezofaza organize etmelerini etkiler. Su:yüzey-aktifsistemlerinde, alkali metal perklorat anyonunun yüzey-aktiflerin çözünürlü ünü nitratlaragöre art yor olmas na ra men, geçi metal perklorat tuzlar n nitrat tuzlar na göre dahazor çözülür. Bu durum nitrat iyonunun metal katyonuna koordinasyonun bir sonucudur.viKoordinasyon sonucunda sistemin toplam elektrik yükü azal r ve böylece geçi metalituzunun çözünürlü ü artar. Halbuki perklorat iyonu metal katyonuna koordine olmaözelli i yoktur.Bu tezde geçi metali tuzlar (GMT):CnEOm:silika sistemindeki yap salde iklikler k m (XRD), mikroskopi (POM) ve spektroskopi (FT-IR ve mikro-Raman) teknikleri ile tetkik edilmi tir. [Co(H2O)6](NO3)2:silika sistemleri 1,2tuz/C12EO10 mol oran na kadar hegzagonal yap da iken, bu deri imin üzerinde mezoyapkübiktir. Daha uzun alkil zincirli yüzey-aktiflerin kullan bu faz de imini 2,0 moloran n üzerine ta r. Perklorat tuzu eklenmemi sistemler hegzagonal yap da olmalar nara men. [Co(H2O)6](ClO4)2:silika sistemi çok dü ük tuz/C12EO10 mol oranlar nda (0,2mol oran ve üzerinde) dahi kubik yap dad r.GMT:Pluronik s kristal mezofazlar n çok zengin yap sal kimyaya sahipoldu u gösterilmi tir. GMT:Pluronik sistemler lamella, hegzagonal, de ik kübik vetetragonal yap lara sahiptir. GMT:P65 ve GMT:P123 sistemleri düzenli ve oldukça güzelyap r. [Zn(H2O)6](NO3)2:P65 sistemlerinde hegzagonal, [Zn(H2O)6](NO3)2:P123sistemlerinde tetragonal ve kübik SK mezofazlar tayin edilmi tir. GMT:Pluronik SKmezofazlar , mezoyap silika sentezinde kal p olarak kullan bilinir. Tuz:Pluronikkullan larak elde edilen mezoyap silika filimler ve/veya monolitler genelde lamelayap dad r. [Zn(H2O)6](NO3)2:P123 SK mezofaz kal p olarak kulln ld nda lamelamezoyap olmas na ra men, yüksek s cakl klarda yak lmas yla 2D hegzagonal yap yadönü ür (katmanl yap dan, uzun tünelli hegzagonal tüblere geçer).
Özet (Çeviri)
True Liquid Crystal (TLC) templating approach has been extensively used toproduce mesostructured silica films and monoliths. It is known that nonionic surfactants(CnEOm) are suitable templates for this purpose. In this work, we have introduced varioustransition metal salts into mesostructured silica materials through TLC approach. Thework has two aims; one is to introduce large quantities of metal ions into the silicachannels and second is to study the effect of the metal cation and the counter anion to thestructure of the mesophase. Current understanding about the solubility of non-ionicsurfactants in aqueous media is that, the solubility decreases upon dehydration. Salting-out ions (according to the Hofmeister series) that cause dehydration will decrease thesolubility of surfactants. Due to the solubility change the concentration and the type ofsalt will affect the structure of the LC template and as a result the mesostructured silica.The total charge (ionic strength) of the system has also a principal role on the structure ofthe mesophase. High ionic strength will decrease the solubility and influence theassembly of the surfactant molecules into LC mesophases. Although an alkaline metalperchlorate anion makes the surfactant more soluble than nitrate anion in awater:surfactant system, the transition metal perchlorates are harder to dissolvecompared to nitrate salts in a salt:surfactant system. This fact is due to the coordination ofthe nitrate ion to the metal cation. Upon coordination the ionic strength decreases and thisivincreases the solubility of transition metal nitrates. However the perchloriate ion does notcoordinate to a transition metal cation.In this thesis, the structural changes in the transition metal salt(TMS):CnEOm:silica systems were investigated using diffraction (XRD), microscopy(POM) and spectroscopy (FTIR and micro-Raman) techniques. The [Co(H2O)6](NO3)2salt silica systems are hexagonal up to 1.2 salt/C12EO10 mole ratio and over thisconcentration the mesophase is cubic. Usage of a surfactant with longer alkyl chain(C18EO10) increases this phase change over 2.0 mole ratio. However, the[Co(H2O)6](ClO4)2 salt:silica systems have cubic structures at very low salt/C12EO10 moleratios (above 0.2 mole ratio), whereas they are hexagonal when no perchlorate salt isadded.It has been demonstrated that the LC mesophases of the TMS:Pluronic(triblockcopolymer surfactant family) systems exist with a very rich structural chemistry. TheTMS:Pluronic systems have lamella, hexagonal, various types of cubic and a tetragonalmesophases. The TMS:P65 and TMS:P123 systems are ordered and well structured. Thehexagonal mesophase in the [Zn(H2O)6](NO3)2:P65 systems and the tetragonal and cubicLC mesophases in the [Zn(H2O)6](NO3)2:P123 systems were identified. The LCmesophases of TMS:Pluronics can be used as templating agents for the synthesis ofstable mesostructured silica. The lamella mesostructured silica obtained using[Zn(H2O)6](NO3)2:P123 LC mesophase transforms to 2D hexagonal structure uponcalcinations (goes from layered structure to long channel hexagonal tubes).
Benzer Tezler
- Bazı spiro grubu bağlı makro halkalı eterlerin sentezleri
Synthesis of some spiro-linked crown ethers
HÜLYA TUNCER
- Yeni pirazinoporfirazinlerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of new pyrazinoporphyrazines and investigation of their propertiies
RABİA ZEYNEP USLU KOBAK
- Karbonil fonksiyonu içeren heterohalkaların atom ekonomik sentezi
Atom economical synthesis of heterocycles having carbonyl function
HATİCE NUR KUBİLAY
Doktora
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY ANAÇ
DOÇ. DR. GÖKÇE MEREY
- PDT için hedefe yönelik ftalosiyaninlerin sentezi
Synthesis of target oriented phthalocyanines for PDT
TAYLAN SAMSUNLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
- Synthesis and characterization of LiMPO4 (Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II))
Mezogözenekli LiMPO4'lerin (Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II)) sentezleri ve karakterizasyonları
TULUHAN OLCAYTO ÇOLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER DAĞ