Preparation and characterization of metal nano particles modified carbon nanotube and polymer film electrodes and their analytical applications
Metal nano parçacık modifiye edilmiş karbon nanotüp ve polimer film elektrotların hazırlanması, karakterizasyonu ve analitik uygulamaları
- Tez No: 276079
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZEKERYA DURSUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Son yıllarda nanoteknoloji ve nanobilimdeki gelişmeler ile fizik, kimya ve biyoloji konusunda bilgi sağlayan sensör çalışmaları da artmıştır. Geleneksel elektrotların kimi uygulamalardaki yetersizliği, analitlere karşı katalitik etkinliği ve seçimliliği yüksek, farklı yüzeylere ihtiyaç duyurmuştur. Bu amaca yönelik yüksek iletkenlik, geniş ve etkin yüzey alanlarına sahip karbon nanotüp ve iletken polimer filmlerin metal nanoparçacıklar ile birleştirilmesi önemli yeni elektrot malzemeleri olarak kullanılmaktadır.İki bölümden oluşan bu tez çalışmasının ilk kısmında, metal nanoparçacıklar ile modifiye, koşullandırılmış çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) kaplı elektrotlar hazırlanarak oksijenin elektrokatalitik indirgenmesine olan etkileri incelenmiştir. Oksijen ile doyurulmuş 0.1M NaOH çözeltisi içinde oksijen indirgenmesine karşı en yüksek katalitik etkinlik, bakır ve altın nano parçacıkların karbon nanotüp yüzeyinde birarada olduğu koşullarda gözlenmiştir (Cu-Au-MWCNT/GCE). Bimetalik nano parçacık modifiye karbon nanotüp kaplı elektrot camımsı karbon elektrot ile karşılaştırıldığında hem akımı 10 kat arttırmış hemde indirgenme pik potansiyelini 80 mV daha pozitife kaydırmıştır.Diğer kısımda ise poli-4-aminofenol polimer film elektrotlar, askorbik asit (AA), epinefrin (EN) ve ürik asit (UA) moleküllerinin tek başlarına ve birarada olduğu koşullarda elektrokimyasal davranışlarının incelenmesinde kullanılmıştır. Polimer filmin mevcut iletkenlik özelliklerini arttırmak için aşırı yükseltgeme işlemi uygulanmış ve ardından yükseltgenmiş elektrot yüzeyinde elektrokimyasal yöntemle Pt nano parçacıklar oluşturulmuştur. Polimer film elektrotta yalın camımsı karbon elektroda göre katalitik etkinin arttığı görülmüştür. Pt modifiye polimer film elektrot ile pik akımlarında artış gözlenmiş ve üç maddenin birarada bulunduğu koşullarda en iyi pik ayrımı gerçekleşmiştir.AA, EN ve UA moleküllerinin tek tek ve birarada bulunduğu koşullardaki davranışları diferansiyel puls voltammetri ile çalışılmıştır. Belirtme sınırları Ox-PAP/GCE için AA, EN, UA in tek başlarına bulunduğu koşullarda sırasıyla 8x10-6M, 6.5x10-9 M, 6.4x10-8M olarak bulunmuştur. Bu analitlerinin ikisinin derişiminin sabit tutulup, diğer üçüncünün derişiminin incelendiği koşullarda ise belirtme sınırları AA, EN ve UA için sırasıyla 9.5x10-6 M, 9 x10-8 M, 1.4x10-7 M dır. Ayrıca Pt-Ox-PAP/GCE için belirtme sınırları, AA, EN, UA in tek başlarına bulunduğu koşullarda sırasıyla 1.8x10-5M, 1.8x10-7 M, 2.2x10-6M olarak bulunmuştur. Bu analitlerinin ikisinin derişiminin sabit tutulup, diğer üçüncünün derişiminin incelendiği koşullarda ise belirtme sınırları AA, EN ve UA için sırasıyla 5x10-5 M, 3.6 x10-7 M, 4.1 x10-6 M dır.Tüm polymer ve karbon nanotüp ile modifiye edilmiş elektrot yüzeyleri ve onların metal nano parçacık kaplı formları atomik kuvvet mikroskopu, taramalı elektron mikroskopu ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi ile karakterize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, sensor studies that provide information on physic, chemistry and biology were increased with the progress on nanoscience and nanotechnology. The insufficient behaviour of conventional electrodes in some applications, cause the necessity of different active surfaces which were more selective and catalytically active towards analytes. The combination of metal nano particles with conductive polymers and carbon nanotubes which have high conductivity and wide active surface area was used as important new electrode materials.In the first part of this thesis which consisted of two different sections, metal nano particles modified acid treated carbon nanotube covered electrodes were prepared and their effect on oxygen reduction reaction was investigated. The best catalytic activity towards oxygen reduction reaction in O2 saturated 0.1 M NaOH solution was obtained for coexistence of Cu and Au nanoparticles on the carbon nanotube surface. Bimetallic nano particles modified carbon nanotube electrodes not only higher the peak current 10 times higher than the bare GCE but also shifted the reduction potential about 80 mV positive compared to the bare electrode.In another part of this thesis, poly 4-aminophenol film modified electrodes were used for investigation of individual and simultaneous electrochemical behavior of ascorbic acid (AA), epinephrine (EN) and uric acid (UA). The over-oxidation process was applied to polymer film for increasing the conductive properties and then Pt nano particles were formed on electrode surface by electrochemical method. It was observed that increasing catalytic activity for modified electrodes comparing bare glassy carbon electrode. The enhanced peak current and well-defined peak seperations in existence of all three molecules show that best catalytic activity was obtained using Pt nanoparticules modified Ox-PAP/GCE.The individual and simultaneous determination of AA, EN and UA were studied by DP. The detection limits were calculated for individually ,AA, EN, UA 1.7x10-5M, 6.5x10-9 M, 1.8x10-7M and in simultaneously determination, limit of detection values were calculated for AA, EN, UA, 1x10-6 M, 9 x10-8 M, 1.4x10-7 M, respectively at Ox-PAP/GCE. Also at Pt-Ox-PAP/GCE detection limits were calculated for individually, AA, EN and UA 1.8x10-5 M, 1.8x10-7 M, 2.2x10-6M and in simultaneously determination LODs were calculated for AA, EN, UA, 5x10-5 M, 3.6 x10-7 M, 4.1x10-6 M, respectivelyAll polymer and carbon nanotube modified electrode surfaces were characterized by atomic force microscopy, X-Ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of metal nano particles modified composite film electrodes; and their applications
Metal nano parçacık modifiye kompozit film elektrotların hazırlanması, karakterizasyonu ve uygulamaları
ÇAĞRI CEYLAN KOÇAK
- Preparation and characterization of metal nano particles modified polymer and multiwalled carbon nanotube film electrodes and their applications
Metal nano parçacık modifiye edilmiş polimer ve karbon nanotüp film elektrotların hazırlanması, karakterizasyonu ve analitik uygulamaları
MÜRŞİDE CEREN KARAKAŞ
- Preparation and characterization of metal oxide nanoparticles modified carbon nanotube-conducting polymers based composite electrode for simultaneous determination of melatonin and caffeine
Melatonin ve kafeinin eşzamanlı tayinleri için metal oksit nanoparçacık ile modifiye karbon nano tüp-iletken polimer temelli kompozit elektrotların hazırlanması ve karakterizasyonu
TANSU DOĞAN
- Preparation and characterization of polymer based nanocomposite electrodes and their application to determination of arsenic in real samples
Polimer modifiye edilmiş nanokompozit elektrotların hazırlanması, karakterizasyonu ve arsenik tayinine uygulanması
MERYEM GÖKDUMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Bilim ve TeknolojiEge ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKERYA DURSUN
- Preparation and characterization of graphene based nanocomposite electrodes and their electrochemical applications
Grafen temelli̇ nanokompozi̇t elektrotlarin hazırlanması, karakteri̇zasyonu ve elektroki̇myasal uygulamalari
MÜGE ŞATIR