Induction plasma synthesis of Mg-Ni nanoparticles
Mg-Ni nanoparçacıkların endüksiyon plazma ile sentezi
- Tez No: 340946
- Danışmanlar: PROF. DR. TAYFUR ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Magnezyum ve magnezyum alaşımlarının nanoparçacık formda üretilmesi özellikle hidrojen depolama amaçlı uygulamalar açısından yoğun ilgi gören bir alandır. Bu çalışmada, Mg-Ni nanoparçacıklar endüksiyon ısıl plazma yöntemi ile üretilmişlerdir. Bu yöntemde, genellikle toz formunda olan başlangıç malzemesi ısıl plazmaya beslenmekte ve var olan yüksek sıcaklık sayesinde buharlaştırılmakta, sonrasında da reaktörün soğuk bölgesinde yoğunlaşarak nanoparçacıklara dönüşmektedir. Deneyler 25 kW gücünde RF endüksiyon plazma reaktörü kullanılarak gerçekleştirilmiş, reaktöre malzeme besleme işlemi üst ve alt enjektör kullanılmak sureti ile iki kaynaktan yapılmıştır. Beslemenin bu tarzda yapılması başlangıç tozlarının farklı sıcaklık bölgelerine beslenmesine olanak sağlamıştır. Deneylerde başlangıç malzemesi olarak Ni ve Mg kullanılmış, bazı durumlarda önalaşımlandırılmış Mg2Ni tozları da kullanılmıştır. Yapılan üretimle, 100 nm?den küçük Mg, Ni, Mg2Ni nanoparçacıklar bir miktar MgO ile birlikte başarı ile üretilmişlerdir. Çalışma özellikle Mg2Ni faz oranının arttırılmasına odaklanmış ve bu oranın, nikelin üst enjektör ve magnezyumun alt enjektör ile beslenmesi durumunda önemli miktarda arttığı görülmüştür. Alt enjektörün soğutma gazı besleme noktasının hemen altında olması durumunda Mg2Ni, 0.55?lik ağırlık oranı ile en yüksek değerine erişmektedir. Bu tarzda elde edilen Mg2Ni, hidrürlenme davranışı açısından değerlendirilmiş, nanoparçacıkların hidrojenlenme ve hidrojeni bırakma reaksiyonlarına hızla girdikleri tespit edilmiştir. Bununla birlikte, çok küçük boyutlarına karşın hidrojen bırakma sıcaklığında önemli bir düşüş olmadığı, bu sıcaklığın klasik öğütme yöntemleri ile elde edilen Mg2Ni?den çok farklı olmadığı tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında parçacık boyutunu daha düşük değerlere indirmek ve aynı zamanda oksitlenmeyi de engellemek amacıyla nanoparçacıklar metan kullanılmak sureti ile sentezlenmişlerdir. Bu çalışmada, taşıyıcı gaz olarak kullanılan argon gazının bir kısmı metan gazı ile değiştirilmiş ve üretim sonucunda, kabuklu yapıda nanoparçacıklar elde edilmiştir. Başlangıç tozu olarak Ni kullanıldığında, 5-200 nm boyutlarında Ni nanoparçacıklar 3-9 tabakalı grafitle sarmalanmış olarak rahatlıkla üretilebilmiştir. Mg ile yapılan üretimde benzer yapıda sarmalanmış parçacıklar elde edilememiş; ancak bunun yerine karbon bir anayapı içerisinde gömülü olarak, 5 nm boyutunda, çok küçük Mg parçacıklar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
There is a considerable interest in developing magnesium and magnesium alloys in the form of nanoparticles for hydrogen storage purposes. In the current study, induction thermal plasma was used to synthesize Mg-Ni nanoparticles. In this technique, precursors, which are normally powders, are fed to the thermal plasma where they are evaporated and nanoparticles are derived from condensation of this vapor in the quenching zone. RF induction plasma system used in the current work was operated at 25 kW and the reactor incorporated two injectors axially located in the torch, one from above and the other from below. This allowed injection of precursor powder in different temperature zones. Precursors used were mainly elemental Ni and Mg powders, but experiments were also carried out with pre-alloyed Mg2Ni. The study has shown that Mg, Ni, Mg2Ni with the additional amount of MgO phase could be synthesized in the form of nanopowders less than 100 nm in size. Upon feeding elemental powders Mg and Ni, Mg2Ni could be synthesized; but, its fraction was quite low. The fraction was maximized and reached a weight fraction of 0.55 when Ni was fed from the top and Mg from the bottom injector the tip of which was located just below the quenching gas inlet. Hydrogenation of these powders showed fast kinetics, but there was no significant decrease in the dehydrogenation temperature. So as to further reduce the particle size and also to prevent oxidation, additional experiments were carried out where a fraction of argon used as carrier gas was replaced with methane. This has led to a core-shell structure in derived nanopowders. In the case of Ni, nanoparticles of varying sizes, e.g. 5-200 nm were encapsulated by 3-9 graphitic layers. For Mg, core-shell structure with a comparable clarity was not observed. Instead, nanoparticles which had been embedded in carbonaceous matrix were obtained. The size of these particles could be as small as 5 nm.
Benzer Tezler
- Bazı sülfonamid türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of some sulfonamide derivatives
ŞEREF KARADENİZ
Doktora
Türkçe
2015
KimyaBalıkesir ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT ÇAKIR
PROF. DR. HALİL İBRAHİM UĞRAŞ
- Parkinson tedavisi için nöral farklılaşmış diş pulpası kök hücreleri-enjekte edilebilir polimer modeli: in-vitro çalışmalar
A model of neural differentiated dental pulp stem cells-injectable polymer gel for treatment of parkinson's disease: In-vitro studies
MERVE ÇAPKIN YURTSEVER
Doktora
Türkçe
2016
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Myelom tedavisinde statinler bortezomib'in etkinliğini artırıyor mu?
Do statins improve the effect of bortezomib in myeloma treatment?
EFSER ERBİL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
HematolojiAydın Adnan Menderes Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ZAHİT BOLAMAN
- Sıçanlarda L-name ile oluşturulmuş hipertansiyonun kan TNF-α, eritropoein düzeyleri ile böbrek dokusu harabiyeti arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of erythropoietin, TNF-α and kidney tissue injury connections in L-name induced hypertensive rats
METE ÖZKURT
Doktora
Türkçe
2015
FizyolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUBİLAY UZUNER
- Kapiler elektroforez – örnek sıkıştırma yöntemi ile idrarda orotik asit tayini
Determination of orotic acid in urine by capillary elektrophoresis – sample stacking method
MERVE TAŞER