Preparation of gold decorated cobalt-silica core-shell nanoparticles for surface enhanced raman scattering applications
Yüzeyde güçlendirilmiş raman saçılması uygulamaları için altınla bezenmiş kobalt-silika çekirdek-kabuk nanoparçacıkların hazırlanması
- Tez No: 269026
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜRVET VOLKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Birden fazla malzemeyi tek bir nano parçacıkta bir araya getirmek, çeşitli fiziksel ve kimyasal özellikler gösteren sistemler tasarlamak için ilgi çekici bir yoldur. Kobalt nanoparçacıklar yaygın olarak manyetik ayırmada, ferro-akışkanlarda ve manyetik saklama alanlarında kullanılmaktadır. Altın nanoparçacıkların kobalt çekirdeği üzerinde birikimi yüzey plasmonlarının varlığı yüzünden parçacıkların optik özelliklerini önemli bir şekilde etkilemektedir.Burada yüzeyine altın nanoparçacık tutturulmuş kobalt-silika çekirdek-kabuk nano yapıların sentezi ilk kez rapor edilmektedir. Optik ve manyetik özellikleri ile yüzeyde güçlendirilmiş Raman saçılımı (YGRS) yüzey kapasitesi araştırılmıştır. Bu nano malzeme hem manyetik ayırmaya hem de YGRS tespitine izin verdiğinden dikkate değer bir ilgiye sahiptirler. Buradaki sentez üç basamağı içerir: i) Kobalt nanoparçacıkların sentezi; ii) Kobalt çekirdeği etrafında silika kabuk birikimi ve yüzeye amin fonksiyonel grubunun eklenmesi; iii) yüzeyine altın nanoparçacıkların tutturulması.Kobalt nanoparçacıklar durağan ortamda indirgen ve sınırlandırıcı maddelerin varlığında hazırlanmıştır. Parçacıkların boyutu sınırlandırıcı maddelerin derişimi değiştirilerek belirlenmiştir. Metal parçacıkların hava-hassasiyeti olduğundan parçacıklar hem yükseltgenmeyi engellemek hem de yüzeyi işlevsel hale getirmek için silica kabuk yapısıyla kaplanmıştır. Parçacıkların silika kaplaması su/etanol karışımda tetraetilortosilikat (TEOS) eklenmesiyle gerçekleştirilmiştir. Silika kaplamanın kalınlığı TEOS derişimindeki değişiklikle belirlenmiştir.Silika yüzeyini altın nano parçacık ile modifiye etmek için öncelikle 3-aminopropil-trietoksisilan (APTS) katılarak silika yüzeyine amin gruplarının tutunması sağlanmıştır. Daha fazla değişiklik için sitratla dengelenmiş altın nanoparçacıklar aminle yüzeyi değiştirilmiş kobalt-silika nanoparçacıklara tutturulmuştur. Altın ile modifiye edilmiş manyetik çekirdek-kabuk yapıları parlak kresil mavisi (PKM) ve rodamin 6G (R6G) boyaları ile YGRS substratı olarak kullanılmıştır. Ayrıca, bunlar 4-merkaptobenzoik asit (4-MBA) molekülü ile manyetik ayırma yönteminde kullanılmıştır. Altın parçacıklar tiol gruplarına karşı seçici davrandığından, 4-MBA altın yüzeyle etkileşime girmiş ve manyetik alan uygulayarak kolayca reaksiyon ortamından ayrılıp Raman spektometriyle belirlenmiştir.Sentezlenen kobalt, kobalt-silika ve altınla modifiye edilmiş kobalt-silika nano parçacıklarının karakterizasyonu Alan Emisyonlu Taramalı Alan Mikroskobu (AE-TEM), Taramalı-Geçirgen Elektron mikroskobu (T-GEM), Enerji Dağılımlı X-ışını spektrometre, (EDX), UV-Visible spektrometri ve Raman mikroskop sistemi kullanılarak yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Bringing together several materials into a single nanoparticle is an attractive way to design systems that exhibit diverse physical and chemical properties. Cobalt nanoparticles are extensively used in magnetic separation, ferrofluids, and magnetic storage media. The deposition of gold nanoparticles onto cobalt core significantly affects their optical properties due to the introduction of surface Plasmon.Here the synthesis of gold nanoparticles decorated cobalt-silica nanoparticles are reported for the first time. Their optical and magnetic properties and capacity as a surface enhanced Raman scattering (SERS) substrate were investigated. This nano-material is of particular interest as a dual agent allowing both magnetic separation and SERS detection. The synthesis involves three steps: i) synthesis of Co nanoparticles; ii) deposition of a silica shell around the Co core and introduction of amine functional groups on the surface; iii) decoration of the surface with gold nanoparticles.Co nanoparticles were prepared in an inert atmosphere in the presence of capping and reducing agents. Size of the cobalt nanoparticles was varied by changing the concentration of the capping agent. Since cobalt particles are easily oxidized, they were coated with silica shell both to prevent oxidation and allow further functionalization. Silica coating of the particles were performed in water/ethanolic solution of tetraethyl orthosilicate (TEOS). Thickness of silica coating was controlled by varying the concentrations of TEOS. Besides, by adding 3-aminopropyl-triethoxysilane (APTS) to the reaction medium, primarily amine groups were introduced on the silica surface. For further modifications citrate stabilized gold nanoparticles were appended onto the surface of amine modified core-shell cobalt-silica nanoparticles. Gold decorated magnetic core-shell structures were used as SERS substrate with Raman dyes; brilliant cresyl blue (BCB) and rhodamine 6G (R6G). They were also utilized for preconcentration and SERS detection of 4-mercapto benzoic acid (4-MBA). Gold nanoparticles on the silica and thiol group on the 4-MBA were very selective to each other, thus, 4-MBA could be attached on to gold surface and it could be easily separated magnetically from the reaction medium and identified by Raman spectroscopy.Characterization of the cobalt, cobalt-silica and gold modified cobalt-silica nanoparticles was done by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Scanning-Transmission Electron Microscopy (S-TEM), Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), UV-Vis spectrometry, and Raman microscope system.
Benzer Tezler
- Altın nanoparçacık-grafen nanoşerit modifiye camsı karbon elektrotun hazırlanması, karakterizasyonu, parasetamol ve Sudan I için elektroanalitik uygulamaları
Preparation and characterization of gold nanoparticle-graphene nanoribbon modified glassy carbon electrode and its electroanalytical applications of paracetamol and Sudan I
İHSAN AŞIK
- Preparation of nanostructures with high light to heat conversion and investigation of their photothermal efficiencies
Yakın kızılötesi bölgede yüksek ışık-ısı çevrimine sahip özgün nanoyapıların hazırlanması ve fototermal etkinliklerinin araştırılması
ZUHAL SELVİ VANLI GÜNER
- Functional metal oxide surfaces: Photocatalytic, self-cleaning andmicro-/nanostructuring applications
Başlık çevirisi yok
SALİH VEZİROGLU
Doktora
İngilizce
2021
Metalurji MühendisliğiChristian-Albrechts-Universität zu KielPROF. DR. FRANZ FAUPEL
PROF. DR. LORENZ KİENLE
PROF. DR. JOST ADAM
- Altın nanopartiküller ile dekore edilmiş metal organik çerçeve/lipit hibrit yapılarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of metal-organic framework/lipid hybrid structure decorated with gold nanoparticles
BÜŞRA TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇE DİCLE KALAYCIOĞLU
- Preparation of silver nanoparticles loaded polyaniline-titanium dioxide nanocomposite material and usage in environmental remediation
Gümüş nanoparçacıkların yüklendiği polianilin-titanyum dioksit nanokompozit malzemenin hazırlanması ve çevre ıslahında kullanımı
MOHAMED ELBUZEDI
Doktora
İngilizce
2020
KimyaAtılım ÜniversitesiMühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KAYA
DOÇ. DR. SEHA TİRKEŞ