Microwave assisted synthesis of rare earth ions doped lanthanum orthoborate, their characterizations and investigations of luminescence properties
Nadir toprak elementi iyonları katkılanmış lantan ortoborat bileşiklerinin mikrodalga yardımıyla sentezlenmesi, karakterizasyonu ve luminesan özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 318888
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEN YILMAZ, DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Lantan ortoborat (LaBO3) geniş potansiyel uygulama alanları ve kayda değer özelliklerinden ötürü son yıllarda araştırmacıların dikkati çekmektedir. Bu malzemeler, birçok uygulama alanları için etkileyici magnetik özelliklere sahiptir. Bunun yanında, yüksek Vakum Ultra Viyole (VUV) şeffaflığı ve nadir toprak elementleriyle birleştiklerinde ortaya çıkan sıra dışı optik hasar eşiği bu malzemelerin özelliklerindendir.Bu çalışmanın birinci kısmı, saf lantan ortoborat'ın; evropiyum, disprosyum ve terbiyum katkılı lantan ortoborat'ın mikrodalga destekli sentezi ve mikrodalga destekli sol-jel metoduyla üç ayrı yakıt (sitrik asit, glisin ve üre) kullanarak sentezlenmesini ve katkılanmasını içermektedir. Lantan ortoborat günümüzde farklı yöntemlerle sentezlenmektedir, ancak, bu çalışmada iki alternatif yol önerilmektedir. Çalışmanın ikinci kısmı, sentez yöntemindeki değişiklikler, nadir toprak elementinin cinsi ve katkılanan nadir toprak elementi miktarındaki değişikler temel alınarak en iyi lüminesan değerlerini veren ürünü bulmayı kapsamaktadır.Mikrodalga sentezi metodu için üre kullanılmıştır. Mikrodalgada sentez tamamlandıktan sonra, malzeme 950° C' de iki saat ısıtılmıştır. Mikrodalga destekli sol-jel metodu içinse, sitrik asit ve glisin kullanılmıştır. Jel karışımı elde edildikten sonra, ürün 1200 W'luk mikrodalga fırında 10 dakikada başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Bu yöntem için de 950° C' de iki saat ısıtma uygulanmıştır.X Işınları toz kırınımı (XRD) metodu malzemenin karakterizasyonu için kullanılmıştır. Katkılı ve saf ürünün morfolojik çalışması Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) kullanılarak tamamlanmıştır. Sentezlenen maddelerin uzay grubu Pnma, kristal sistemi ortorombik ve birim hücre parametreleri ise a= 5.876(1) ?, b= 5.105(9) ? c= 8.252(1) ? olarak bulunmuştur. Ayrıca, bağ yapısı ve bantları tanımlayabilmek adına FT-IR spektrometresi analizleri gerçekleştirilmiştir. Lüminesan çalışmaları da Floresans spektrometrisi kullanılarak en iyi emisyon geçiş yoğunluklarını bulabilmek adına gerçekleştirilmiştir.XRD analizleri lantan ortoborat'ların başarılı bir şekilde sentezlendiğini ispatlamaktadır. SEM görüntüleri lantan ortoborat partiküllerinin gruplaştığını ve düzensiz bir yapısı olduğunu göstermiştir. Üç farklı yakıt kullanaraktan sentezlenen ürünlerin farklı tanecik boyutlarının olduğu gözlenmiştir. FT-IR spektrometresinde tipik LaBO3 bantları gözlenmiştir bu da ürünlerin başarılı olarak sentezlendiğini destekler. Lüminesan çalışmalarında da en yoğun geçişlerin üre yakıtıyla sentezlenen malzemeden geldiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Lanthanum orthoborate (LaBO3) has aroused interest of scientists for many decades because of their remarkable properties and potential applications. They provide favorable magnetic properties for various applications. Additionally, they possess high VUV transparency and exceptional optical damage when they compose with rare earth elements.This study comprises the synthesis of pure lanthanum orthoborate, europium, dysprosium and terbium doped lanthanum orthoborate by two methods with three fuels, citric acid, glycine and urea. LaBO3 has already been synthesized by various methods, however; in this work, two alternative roads are suggested, microwave assisted method and sol-gel microwave assisted method. The second task of the work is to find out the best luminescent product by altering the synthesis conditions, type of the doping material and the doping amount of the rare earth element.For the microwave assisted combustion method, urea was used as a fuel. After synthesis in the microwave oven, further heating up to 950° C was performed. For the microwave assisted sol-gel method, citric acid and glycine were used. After obtaining the gel mixture, the product is synthesized in the microwave oven at 1200 W for ten minutes. For this route, again 950° C heating for 2 hours was performed.Powder X-ray diffraction method was employed for the characterization of the material. The morphological properties of doped and un-doped materials were studied by SEM (Scanning Electron Microscope) and TEM (Transmission Electron Microscope). Besides, FT-IR (Fourier Transform Infra red) spectrometry analyses were performed to detect the differences in the bond structure and also to identify the corresponding bands. Luminescence studies were performed to detect the best emission intensities by using Fluorescence spectroscopy.The XRD patterns confirmed that lanthanum orthoborate production was successful by three precursors. The space group is Pnma, and the crystal system is orthorhombic with the unit cell dimensions; a= 5.8761(1) ?, b= 5.10535(9) ? c= 8.252(1) ?. SEM images showed that lanthanum orthoborate powders tend to agglomerate and have a disordered morphology. Products synthesized by three precursors gave different particle sizes and it is observed that the dopant has an effect on the size. FT-IR studies show the typical LABO3 bands which also corroborate the successful production. Luminescence studies showed that urea precursor gives rise to the most intensive emission intensities.
Benzer Tezler
- Tunable optical properties of Dy3+; Eu3+ DOPED, Dy3+/ Bi3+; Dy3+ /Ce3+; Dy3+/ Eu3+; Tb3+ /Ce3+ codoped LaBO3
Dy3+; Eu3+ DOPED, Dy3+/ Bi3+; Dy3+ /Ce3+; Dy3+/ Eu3+; Tb3+ /Ce3+ ikili katkılı LaBO3 ortoboratların ayarlanabilir optik özelliklerinin araştırılması
ÖZDE CEREN HIZAL ABACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN YILMAZ
DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK
- Microwave assisted solid state synthesis of rare earth ions doped LaBO3, YBO3 and GdBO3, their characterizations and investigations of luminescence properties
Nadir toprak iyonları ile katkılı LaBO3, YBO3 ve GdBO3 orthoboratların mikrodalga yardımlı katı hal sentezi karakterizzasyonu ve lüminesans özelliklerinin araştırılması
METEHAN SEVEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN YILMAZ
DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK
- Alüminat tabanlı fosforların sentezi ve lüminesans karakterizasyonu
Synthesis and luminescence characterization of aluminate based phosphors
DİLARA LOFÇA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. ARZU EGE
- Synthesis and characterization of novel rare earth phosphates and rietveld structural analysis of rare earth orthoborates
Yeni nadir toprak elelementi fosfatlarının sentez ve karakterizasyonu ve nadir toprak elementi ortoboratlarının rietveld yapısal analizi
SEMİH SEYYİDOĞLU
Doktora
İngilizce
2009
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEN YILMAZ
PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
- Synthesis and characterization of lithium triborate by different synthesis methods and their thermoluminescent properties
Farklı sentez yöntemleri ile lityum triborat sentezi ve karakterizasyonu ve ısısal ışıldama özellikleri
TOLGA DEPCİ
Doktora
İngilizce
2009
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. GÜLHAN ÖZBAYOĞLU
YRD. DOÇ. DR. AYŞE YILMAZ