Preparation and characterization of magnetic nanoparticles
Manyetik nanotaneciklerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 255310
- Danışmanlar: PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ, PROF. DR. MÜRVET VOLKAN
- 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
Manyetik özellikleri, kimyasal kararlılıkları ve toksik olmamaları nedeni ile Magnetit (Fe3O4) ve Maghemit (?-Fe2O3) manyetik nanotanecikler arasında iyi bilinen demir oksit fazlarıdır. Nanomalzemelerin kullanıldığı manyetik kaydetme sistemleri, manyetik soğutma, manyeto-optik aygıtlar, manyetik rezonans görüntüleme, manyetik ayırma teknikleri ve biyolojik moleküllerin ayırımı ve saflaştırılması gibi pek çok uygulama alanında kabul görmüşlerdir.Son zamanlarda, saf faz nano demir oksit kompozit maddesinin elde edilmesinde farklı oksitlenme basamaklarının birden fazla oksit oluşumuna neden olmasıyla ilgili zorluklar sebebiyle, manyetik demir oksit nanotaneciklerinin cam, seramik veya polimer matriksler içinde sentezlenmesi giderek artan bir ilgi görmektedir. Hazırlanan kristalin özellikleri içinde bulunduğu ortama bağlı olarak değişebildiği için matris seçimi kristalin genel performansını kontrol etmek açısından yeni olasılıklar barındırmaktadır. Ayrıca seçilen matris, polimer ya da sol-jel, fonksiyonel gruplara bağlanma sağlar ve tanecik büyümesini ve topaklanmayı önler. Bu nedenle, konu ile ilgili kapsamlı araştırmalar yapılmıştır.Sonokimyasal teknik, aşırı reaksiyon şartlarından kaynanklanan bir çok eşsiz özelliği ile manyetik naotanecik sentezlemede etkili bir yöntemdir. Ayrıca gaz kabarcıklarının patlamasından gelen mikrojet etkisi sebebi ile sentez sürecinde mikroskobik bir karıştırma elde edilir. Bu etki, göreceli olarak homojen reaksiyon şartları oluşturur ve ultrasonik uyarma ile iyi dağılmış ve kararlı nanotanecikler elde edilebilir.Bu çalışmada stabilizasyonu sağlamak için maghemit (?-Fe2O3) nanotanecikleri inert, anorganik, saydam ve ısıya dayanıklı sol-jel matrisinin içinde sentezlendi. Kullanılan tuzun doğası ve konsantrasyonu, buharlaştırma şartları ve takip eden ısı uygulamaları incelenerek bunların sol-jel içindeki demir oksitin fazı ve parçacık boyutu üzerinde büyük etkisi olduğu gösterilmiştir. Fe2O3/SiO2 nanokompozitlerin karakterizasyonu X-ışını krımını (XRD) ve titreşen örnek magnetometresi (VSM) teknikleri kullanılarak yapılmıştır.Ayrıca, magnetit (Fe3O4) nanotanecikleri sulu çözeltide polimetakrilik asit (PMAA) ile birlikte çökme tekniği ile sentezlenmiştir. Kaplama malzemesi olarak PMAA'in kullanılması magnetit nanotaneciklerinin daha düşük doygunluk mıknatıslanmasına (saturation magnetization) sahip demir oksit fazlarına doğru oksitlenmesini engellemektedir. PMAA matrisindeki magnetit nanotanecikleri için küçük tanecik boyutuna ve bir örnek boyut dağılımına ulaşmak amacıyla birlikte çökme sırasında ultrasonik uyarma uygulanmıştır. Polimer kaplı Fe3O4 nanotaneciklerinin karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), laser parçacık boyutu analizi, X-ışını kırımını (XRD), titreşen örnek magnetometresi (VSM) teknikleri ve zeta potansiyel ölçümleri kullanılarak yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Magnetite (Fe3O4) and Maghemite (?-Fe2O3) are well-known iron oxide phases among magnetic nanoparticles due to their magnetic properties, chemical stability, and nontoxicity. They have gained acceptance in several fields of application of nanomaterials such as magnetic recording systems, magnetic refrigeration, magneto-optical devices, magnetic resonance imaging, magnetic separation techniques and separation and purification of biological molecules.Recently, there is a growing interest in the synthesis of magnetic iron oxide nanoparticles in a polymeric, glassy or ceramic matrix since the preparation of pure phase iron oxide composite material involves, presently, some difficulties partially arising from different oxidation states of iron which can lead to the presence of various oxides. Matrix support, in principle, modifies the properties of nanomaterials, thus opening new possibilities for the control of their performance. In addition, the chosen matrix, polymer or sol-gel, provides binding of the functional groups and also prevents grain growth and agglomeration. Therefore, extensive research is conducted on this subject.Sonochemical technique is an effective method to synthesize magnetic nanoparticles with many unique properties due to extreme reaction conditions. Besides, a microscopic mixing in the synthesis procedure is obtained because of the microjet effect which comes from the collapse of the bubbles. This effect creates relatively uniform reaction conditions. Thus, well-dispersed and stable nanoparticles are obtained by using ultrasound.In this study, ?-Fe2O3, maghemite nanoparticles are accommodated in an inert, inorganic, transparent and temperature resistant sol gel matrix to achieve stabilization. The nature and concentration of the salt used, evaporation conditions of the sols, the following heat treatments had been investigated and shown that they had great influence on the particle size and the final iron oxide phase in the sol-gel. The Fe2O3/SiO2 nanocomposites were characterized using X-ray diffraction (XRD) and vibrating sample magnetometry (VSM) techniques.In addition, magnetite (Fe3O4) nanoparticles were synthesized via co-precipitation in the presence of poly(methacrylic acid) (PMAA) in aqueous solution. PMAA, which was used as the coating material, prevents magnetite nanoparticles from oxidation towards a lower saturation magnetization iron oxide phases. In order to achieve small particle size and uniform size distribution of the magnetite nanoparticles in PMAA matrix, ultrasonic irradiation was applied during co-precipitation. The polymer coated Fe3O4 nanoparticles were characterized using scanning electron microscopy (SEM), laser particle sizer, X-ray diffraction, (XRD) and vibrating sample magnetometry (VSM) techniques and zeta potential measurements.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of magnetic nanoparticles with anchored antibodies for biomarker separation from body fluids
Vücut sıvılarından biyogösterge ayrımı için antikor bağlı magnetik nanopartikül üretimi ve karakterizasyonu
ELVAN DEMİRBAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL ÖZCAN TAŞPINAR
PROF. DR. PETR KACER
- Preparation and characterization of magnetic nanoparticles inserted into a polymeric matrix
Polimer matrix içerisine yerleştirilen nano parçacıkların hazırlanması ve karakterizasyonu
ÖZER BURUCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiFatih ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KUMRU
- Ürokinaz saflaştırılması için manyetik nanopartiküllerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of magnetic nanoparticles for urokinase purification
SİNEM EVLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyokimyaAdnan Menderes ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DENİZ AKTAŞ UYGUN
- Preparation and characterization of silica coated magnetite nanoparticles and labeling nonradioactive Re as a surrogate of Tc-99m for magneticly targeted imaging
Manyetik olarak hedefe yönlendirilmiş görüntüleme için silika kaplı manyetik nanoparçacıkların hazırlanması, karakterizasyon çalışmalarının yapılması ve Tc-99m'nin vekili olarak radyoaktif olmayan Re ile etiketlenmesi
ÜMİT ZENGİN
- İlaç taşıyıcı sistemler olarak manyetik Fe3O4 nanoparçacıkları içeren hibrit nanomalzeme hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of hybrid nanomaterial containing magnetic Fe3O4 nanoparticles as drug delivery systems
ŞEYMA TUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyokimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP DEMİR
DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI BEYLER ÇİĞİL