Nano structural metal composites: Synthesis, structural and thermal characterization
Nano yapılı metal kompozitler: Sentezi, yapısal ve ısıl karakterizasyonu
- Tez No: 255297
- Danışmanlar: PROF. DR. CEYHAN KAYRAN, PROF. DR. JALE HACALOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Son zamanlarda, iyi tanımlanmış misel oluşturdukları için blok kopolimerlerin kullanımı büyük dikkat çekmiştir.Bu çalışmada, farklı metal fonksiyonlu kopolimerlerin sentezi, nano yapılı metal kompozitler ve reaksiyon mekanizmaları ve ısısal karakteristiklerinin piroliz kütle spektroskopisiyle incelenmesi amaçlanmıştır. Poliizopren-blok-poli(2-vinilpiridin), P(Ip-b-2VP) and poli(2-vinylpyridine-blok-polimetilmetakrilat, P(2VP-b-MMA) adlı polimerler blok kopolimerler olarak kullanılmıştır ve bu kopolimerlerin iki farklı metal kompleksleri ile, Cr(CO)6 ve HAuCl4.3H2O, çoğunlukla metalin piridin halkasının nitrojen atomuna koordinasyonuyla sonuçlanması sonrası nano parçacıklar oluşturmak üzere degrade olmasının ısısal reaksiyonları incelenmiştir. Numuneler ayrıca TEM, FT-IR, UV-vis and direkt piroliz kütle spectroskopi teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir.TEM görüntüleri nano parçacık oluşumunu kanıtlamıştır ve sonuçlar sentezlenen Au nano parçacıkları boyutunun Cr nano parçacıkları boyutundan 2-3 kat daha büyük olduğunu göstermiştir.Metal fonksiyonlu kopolimerlerin FT-IR spektrumu, metal piridin nitrojenine koordine olduğunda piridin gerilme ve kırılma modlarının karakteristik piklerinin kaybolduğunu göstermiştir. Ayrıca, spektrum metal iyonunun piridin nitrojenine koordinasyonuna bir ipucu olabilecek yeni bir absorbsiyonun ortaya çıktığını göstermiştir. Krom durumundan farklı olarak, Au-P(2VP-b-MMA) spektrumunda, yeni bir absorbsiyon piki açığa çıkarken PMMA CO gerilme frekansının şiddeti azalmıştır ki bu eksik elektronlarını kompanse etmek için eksik elektronlu Au3+ her iki verici gruba, PMMA'nın karbonil oksijenine ve P2VP'nin piridin nitrojenine, koordinasyonu tercih ettiğini ortaya çıkarmaktadır.Kopolimerlerin UV-vis spektrumunda, Cr-fonksiyonel kopolimerleri krom atomundan piridin grubunun ? * orbitalellerine MLCT geçişiyle ilişkilendirilen keskin bir absorbsiyon piki göstermiştir. Ayrıca, Au-fonksiyonel kopolimerleri altın eksik elektronlu ve liganttan elektron almaya daha istekli olduğundan LMCT geçişine ilişkilendirilebilecek tamamen yeni bir absorbsiyon bantı göstermiştir.Piroliz kütle spektrometre analizi, Cr ve Au3+ metal ve metal iyonlarının her iki kopolimerin P2VP bloğunun piridin ünitesinin nitrojenine koordinasyonunun ısısal davranışı hemen hemen benzer şekilde etkilediğini göstermiştir. Genel olarak, Au3+ `nun kopolimere koordinasyonu, Cr koordinasyonu için saptanılanla karşılaştırıldığında ısısal kararlılığı daha etkili bir şekilde arttırmıştır. P(2VP-b-MMA) durumunda, Au3+'nın P2VP nitrojen atomuna yoğun bir şekilde koordinasyonun yanı sıra, eksik elektronlu Au3+ `nun PMMA'nın carbonil grubuna coordinasyonunun, PMMA bazlı ürünlerlerin ısısal kararlılıklarında şiddetli değişiklikle sonuçlandığı saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Recently, the use of block copolymers in preparation of nanocomposites has received great attention as they form well-defined micelles.In this work, the synthesis of different metal functional copolymers, nano structural metal composites and investigation of their reaction mechanism and thermal characteristics by pyrolysis mass spectroscopy have been aimed. Namely, polyisoprene-block-poly2vinylpyridine, P(Ip-b-2VP) and poly2vinylpyridine-block-polymetylmethacrylate, P(2VP-b-MMA) were used as block copolymers and the thermal reaction of these copolymers with two different transition metal complexes Cr(CO)6 and HAuCl4.3H2O were investigated which mostly lead to the coordination of metal through nitrogen atom of the pyridine ring which then degrates to form nano particles. The samples were further characterized by TEM, FT-IR, UV-Vis and Direct-Pyrolysis Mass Spectroscopy techniques.TEM images proved the formation of nanoparticles and the results showed that synthesized Au nanoparticles have 2 to 3 fold larger size than Cr nanoparticles.FTIR spectrum of of metal functional copolymers showed that the dissappearence of characteristic peaks of pyridine streching and bending mode when metal coordinates to the pyridine nitrogen. Furthermore, the spectrum indicated the appearence of a new absorption peak at around 740 cm-1 which may be a clue for the coordination of gold(III) ion to the pyridine nitrogen. Different from chromiuum case, in the spectrum of Au-P(2VP-b-MMA), CO stretching frequency of PMMA which may appear at around 1720?1718 cm-1 decreased in intensity while a new absorption peak appeared at around 1600 cm-1. This results reveals that electron deficient gold (III) ion prefers the coordination from both donor atoms namely carbonyl oxygen PMMA and pyridine nitrogen of P2VP in order to compensate its electron deficieny.In the UV-Vis spectrum of copolymers, Cr-functional copolymers showed a sharp absorption peak appeared at around 290 nm is attributed to a MLCT transition from chromium atom to ? * orbital of pyridine group. Furthermore, Au-functional copolymers showed a completely new absorption band at around 320 nm which can be associated again with a LMCT transition since gold is electron deficent and more willing to accept electrons from the ligand.Pyrolysis mass spectrometry analysis showed that poly2vinylpyridine blocks for each copolymers were affected similarly but polyisoprene block was not affected much from the coordination of metal compared to polymethylmethacrylate block in copolymers. For P(Ip-b-2VP), Au coordination to copolymer resulted in the higher thermal stability compared to Cr coordination. For P(2VP-b-MMA), different from Cr, Au coordination to P2VP nitrogen atom was extensive and PMMA based products changed drastically due to the coordination of electron defficient Au3+ to PMMA carbonyl group.
Benzer Tezler
- Nano structural metal composites: Synthesis, structural and thermal characterization
Nano yapılı metalik kompozitler: Sentezi, yapısal ve ısıl karakterizasyonu
KADİR KALELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. CEYHAN KAYRAN
PROF. DR. JALE HACALOGLU
- Bor nitrür takviyeli biyokompozit malzemeler:Sentez, fizikokimyasal ve biyolojik karakterizasyon
Boron nitride reinforced bio-composites: Synthesis, physicochemical and biological characterization
DENİZ DOĞAN
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Y2O3 ve Yb+3:Y2O3 partiküllerinin üretimi ve karakterizasyonu
Y2O3 and Yb+3:Y2O3 particles production and characterization
ELİF EMİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Synthesis and characterization of cross-linked poly(Dimethyl Siloxane)nanocomposites
Çapraz bağlı poli(Dimetil Siloksan) nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
YAĞMUR ÇAVUŞOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ