Synthesis of mesoporous silica particles by controlling the CTABr-pluronic assembly
CTABr-pluronic sisteminin kontrolüyle mezogözenekli silika parçacıklarının sentezlenmesi
- Tez No: 246596
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER DAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- 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: 196
Özet
Mezogözenekli silika parçacıkların sentezlenmesinde iyonik yüzeyaktif (Cetyltrimethylammoniumbromide, CTABr) ve pluronic (PEOx-PPOy-PEOx PEO CH2CH2O ve PPO CH(CH3)CH2O dur) tipi yüzeyaktiflerin birlikte misel oluşturmaları önemli bir rol oynar. Oluşan CTABr-Pluronic miselrinin hidrofilik-hidrofobik karakterinin kontrol edilmesiyle çeşitli morfolojilerde mezogözenekli silika parçacıklar sentezlenebilir (küresel, solucanımsı, kristalimsi vb.). Bu parçacıklar genelde 2B (iki boyutlu) altıgen mezoyapıda olup çok yüksek yüzey alanlarına sahip olabilirler (800 m2/g a kadar). Oluşan miselrin şekilleri ve dolayısıyla oluşan parçacıkların morfolojileri pluronic yüzeyaktiflerin hidrofobik doğasına ve miselrdeki CTABr yüzeyaktiflerinin miktarına bağlıdır. Parçacıkların morfoloji ve yapısal düzenliliklerini kontrol etmek için misellerdeki CTABr miktarı dikkatlice ayarlandı. Belirli morfolojilerde ve mezodüzenlilikte silika parçacıklar elde etmek için CTABr-Pluronic miselrinin silikaparçacıklarıyla kendi kendine biraraya gelmesi sentez pH değerinin 1.0 a ayarlanmasıyla gerçekleştirildi.CTABr-Pluronic miselrinin doğası bazı anorganik tuzlar ve organik moleküllerin tepkime ortamına eklenmesiyle etkilenebilir. P85 yüzeyaktifinin miselşmesine lyotropic (F-, SO42- ve Cl- vb.) ve hydrotropic (NO3-, SCN- vb.) anyonlarının etkisi UV-Vis Spektroskopi ve Ethyl Orange indikatörü kullanılarak incelenmiştir. Daha sonra bu anorganik tuzlar ve organik moleküller mezogözenekli silika parçacık sentezinde kullanılarak CTABr-P123 ikilisi miselri kontrol edilerek silika parçacıkların morfolojileri ve gözenek yapıları kontrol edilmiştir. Lyotropic anyonlarının kullanılmasıyla CTABr-P123 sisteminde yüksek düzenlilikte ve daha büyük gözenekli silika parçacıklar sentezlenmiştir. Ayrıca hydrotropic anyonların CTABr-P123 miselrindeki CTABr miktarını arttırdığı tespit edilmiştir. Miseldeki CTABr miktarının arttırılmasıyla sentezlenen malzemedeki gözenekler arası duvar kalınlığının düştüğü gözlenmiştir. Miselin hidrofobik karakteri suda çözünmeyen organik moleküllerin (benzen) sentez ortamına eklenmesiyle de kontrol edilebilir. Organik moleküllerin kulanılmasıyla oluşturulan mezogözenekli silika parçacıkların oldukça düzenli olduğuna x-ışını kırınım desenlerinde gözlenen yüksek düzenli düzlemlere ait kırılımların gözlenmesiyle karar verilmiştir.Son olarak, F- iyonunun silika polimerleşmesindeki katalitik rolü CTABr-P123 sistemi kullanılarak çalışılmıştır. F- iyonunun eklenmesi parçacık oluşumunu hızlandırarak aynı boyutlarda ve küresel mezogözenekli silika parçacıkların 20 dakika gibi kısa bir sürede sentezlenmesini sağlamıştır. Ayrıca her bileşen miktarının (CTABr, P123 ve F- iyonu) parçacık oluşma hızına etkisi, bulanıklaşma zamanları belirlenerek gösterilmiştir. Bu ölçümler sonucunda oluşan parçacıkların boyutlarıyla bulanıklaşma değerleri arasındaki ilişki tespit edilmiştir.Sentezlenen mezogözenekli silika parçacıkların karakterizasyonu X-Işını Kırınım, FT-IR ve Raman Spektroskopisi, SEM ve TEM görüntüleme ve N2 sorpsiyon teknikleriyle gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In the synthesis of mesoporous silica materials, self-assembly of a charged surfactant (cetyltrimethylammoniumbromide, CTABr) and a pluronic (PEOx-PPOy-PEOx where PEO is CH2CH2O and PPO is CH(CH3)CH2O) into micelles have key. By controlling the hydrophilic-hydrophobic character of the CTABr-Pluronic micelles, mesoporous silica particles can be synthesized with different morphologies (sphere, wormlike, crystal-like etc.). The particles generally have 2D hexagonal mesostructure with a high surface area (as high as 800 m2/g). Shape of the micelles as well as the morphology of the particles depend on the hydrophobic nature of the pluronic surfactant and the CTABr amount. The CTABr amount is carefully adjusted to control the morphology and structural order of the particles. The self-assembly of the CTABr-Pluronic micelles and silica species has been achieved by adjusting pH of the synthesismedium to 1.0 in order to produce mesoporous particles with a distinct morphology and mesostructure.Nature of the CTABr-Pluronic micelles can be influenced by adding organic and inorganic additives to the reaction media. The effect of the lyotropic (F-, SO42- and Cl- etc.) and hydrotropic (NO3-, SCN- etc.) anions on the micellization of P85 has been first investigated in the aquoues media using UV-Vis Spectroscopy and ethyl orange dye. Then these inorganics and organic (Benzene) additives, in the synthesis of mesoporous silica, have been used to control the micellization of the CTABr-P123 couples as well as the morphology and the pore structure of the silica particles. Highly ordered particles with larger pores and various pore structures have been synthesized using lyotropic anions in the CTABr-P123 system. Furthermore, the hydrotropic anions control the CTABr content of the CTABr-P123 micelles. Increasing CTABr amount in the CTABr-P123 micelles decreases the wall thickness of the silica particles. The hydrophobic character of the micelles can also be enhanced by adding water insoluble organic additives (benzene). The silica particles, synthesized using CTABr-P123-Benzene system, are well structured, where the higher order X-ray diffraction lines can also be observed.Finally, the catalytic role of F- ions on the polymerization of the silica has been studied in the CTABr-Pluronic system. Addition of F- ion to the reaction medium speeds up the formation process and producing spherical and uniform mesoporous particles less than 20 minutes. The effect of each of the reaction component, F- ion, CTABr and P123 molecules, to the assembly rate has also been investigated by determining the turbidity point (due to the formation of silica particles) of the solutions. A correlation between the particle size and reaction rate has also been brought out.The mesoporous silica particles synthesized in this thesis have been characterized using PXRD, FT-IR and Raman Spectroscopy, SEM, TEM and N2 sorption measurements.
Benzer Tezler
- Acid catalysed synthesis of mesoporous silica and its applications as adsorbents, catalyst support and micromotors
Mezogözenekli silikanın asit katalizli sentezi ve adsorban, katalizör desteği ve mikromotor olarak uygulamaları
KUBİLAY ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM LEVEND DEMİREL
DR. ANNAMARIA MIKO
- Synthesis of silica particles using SDS-pluronic couples
Mezo yapılı silika parçacıklarının SDS-pluronik ikilisi ile sentezi
MUSTAFA SAYIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER DAĞ
- Controlled delivery of chalcone via biopolyester nanohybrid
Biyopoliester nanohibrit ile kalkonun kontrollü salımı
YASEMİN KAPTAN
Doktora
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Surface functionalization of SBA-15 particles for amoxicillin delivery
Amoksisilinin SBA-15 parçacıklarına tutuklanması için yüzey aktifleme çalışmaları
FİLİZ F. SEVİMLİ
- Core/shell type, Ce3+ and Tb3+ doped GdBO3/SiO2 system: Synthesis and celecoxib drug delivery applications
Çekirdek/kabuk yapılı, Ce3+ ve Tb3+ katkılı GdBO3/SiO2 nanoparçacıkların sentezi ve selekoksib ilaç taşıyıcı sistemde uygulanması
PELİN AKMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN YILMAZ