Synthesis of nano-sized titania particles from AOT reverse micelles
AOT ters misellerinini içinde nano-boyutta titanyum dioksit tanelerinin sentezlenmesi
- Tez No: 256061
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞERİFE ŞEREF HELVACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Bu çalışmada, nano boyutta titanyum dioksit, mikroemülsiyon ve ısıl hidroliz (ME-TH) yöntemleri birleştirilerek yeni bir yöntemle ile üretilmiştir. Reaktant olarak kullanılan su ve TiCl4 çözeltisinin farklı miktar ve konsantrasyonlarında nano boyutta titanyum dioksit üretilerek incelenmiştir. Üretim işlemi, yüzey aktif madde içeren ve Winsor II tipi mikroemülsiyon sistemi olarak bilinen bir emülsiyon sistemi ile gerçekleştirilmiştir. İyonik bir yüzey aktif madde olan AOT, siklohekzan/izooktan yağ fazları içerisinde çözündürülerek ters misel sistemleri oluşturulmuş; sulu faz varlığında faz davranışları incelenmiştir. Uygun yüzey aktif madde/yağ oranı seçilmiştir. Daha sonra belirlenen su miktarında ve TiCl4 konsantrasyonunda ters misel sistemine yüklemeler yapılmış ve sistemin hidrolizi düşük bir sıcaklıkta gerçekleştirilerek nano boyutta titanyum dioksit üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu teknikle üretim sonrasında tanelerin hem homojen olması hem de yüksek sıcaklıkta ısıl işleme gerek duyulmadan kristal yapılarının geliştirilmesi hedeflenmiştir. Sınırları yüzey aktif madde yardımı ile belirlenebilen bir ortamda çekirdeklenmesi başlayan titanyum dioksit tanecikleri reaksiyon süresinde ortam koşullarına göre şekillenmiş ve homojen büyüklükte taneler elde edilmiştir. Bu üretim tekniğinin farklılıklarını karşılaştırabilmek açısından reaksiyon ortamını oluşturan Winsor II tipi mikroemülsiyon sisteminin her iki fazı da ayrı ayrı reaksiyona alınmıştır. Üst fazda yani yüzey aktif madde ve yağ fazının zengin olduğu fazda boyutları 100 nm' yi geçmeyen küre ve 200 nm boy, 10 nm çap değerinde çubuk yapıda titanyum dioksit taneleri elde edilmiştir. Alt faz reaksiyonundan yani sıvıca zengin olan kısımdan elde edilen titanyum dioksit tanelerinin, merkezden büyüyen 500 nm boyunda ve 10 nm çapında çubukların oluşturduğu kozalak benzeri yapılar olduğu görülmüştür. Tanelerin homojen olmadığı da gözlenmiştir. Tüm sistem beraberce reaksiyona alındığında (Winsor II mikroemülsiyonu) homojen ve nano boyutta lifsi-ince çubuksu yapıların toplanarak oluşturduğu çubuklar üretilmiştir. Anlatılan deneyler manyetik karıştırıcı ile yapılmıştır. Karıştırıcı şeklinin farklı olduğu, mekanik karıştırıcı kullanılan reaksiyonlarda ise merkezden büyüyen ince ve kısa çubuksu yapıların çiçek benzeri taneler oluşturduğu görülmüştür. Bu tanelerin boyutları 250-400 nm aralığındadır. Bu teknikle üretilen titanyum dioksit tanelerinin herhangi bir ısıl işleme gerek duymadan rutil kristal yapıda olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the synthesis of nano-sized titania particles with microemulsion-thermal hydrolysis (ME-TH) is investigated. The effect of reactants (i.e. amount of water and the concentration of reactant TiCl4 solution) on the size and structure of titania particles produced are studied. Titania particles are synthesized in Winsor II type microemulsion. The null reverse micelles are prepared by dissolving anionic surfactant; AOT in oil phases; cyclohexane or isooctane. Then, the phase behavior of reverse micelles in the presence of either reactant water or reactant TiCl4 solution is studied to determine the loading capacities of the reverse micelles with reactant water and TiCl4 solution. After phase behavior studies, the synthesis of titania particles are carried out. The reverse micelles are loaded with reactant water and TiCl4 solution. And then, the reaction is carried out with the hydrolysis of the prepared system in the reverse micelles known as nanoreactors at low temperature. In that way, it is aimed to produce homogeneous nano-sized titania particles that are developed in crystal structure without any heat treatment. In addition, the upper (water in oil microemulsion) and lower phases (excess water) of Winsor II type microemulsions are also separately get in reaction to investigate the differences of titania particles produced. The characterization of the particles indicates that the titania particles produced in the upper phase are spherical and thinner rod in shape. The spheres are almost 100 nm while the thinner rods are 200 nm in length and 10 nm in diameter. The structure of titania particles produced with the hydrolysis of lower phase are pinecone-like and highly agglomerated. The pinecone-like structure includes many rods that are individually growing from the centre. The diameter of rods is smaller than 10 nm, the length of them, by contrast, is higher than 500 nm. The structure of titania particles produced in the whole phases is more homogeneously shaped in contrast to the particles synthesized without any surfactant. Their structure seems like rod including many collected fibers. The lengths of them are changing in 250-400 nm. These determined experiments are done with the magnetic stirrer glass reactor. Also, the flower-like titania particles are produced with the mechanical stirrer glass reactor which is one of the investigated parameters of the system. In all cases, the titania particles produced are rutile in crystal structure.
Benzer Tezler
- Synthesis and modeling of nano-sized titania in reverse micelle systems
Ters misel sistemlerinde nano boyutta TiO2 üretimi ve modellenmesi
HASAN AVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE Ş. HELVACI
- Flame aerosol synthesis and characterization of pure and copper doped nano-titanium dioxide
Saf ve bakır katkılı nano-titanyum dioksitin alev aerosol yöntemiyle sentezi ve karakterizasyonu
WAQED KHUDAYER SALMAN SALMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiAtılım ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESRİN EKİNCİ MACHIN
- Moleküler imprint sol-jel polimer kaplı kuantum noktaların sentezi ve optik sensör uygulaması
Synthesis of quantum dots coated with molecularly imprinted sol-gel polymer for application of optical sensor
TANER ARSLAN
- Self-assembled peptide template directed synthesis of one-dimensional inorganic nanostructures and their applications
Kendiliğinden düzenlenen peptit kalıplar yardımıyla inorganik tek-boyutlu nanoyapıların sentezi ve uygulama alanları
HANDAN ACAR
Doktora
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Processing and characterization of nanocrystalline materials
Nanokristal malzemelerin işlem ve karakterizasyonu
GÖZDE GENÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
