Development of nano material based sensors for determination of some-cation/anion in groundwater and complementary usage of ion chromatography
Yer altı sularında bulunan bazı katyon/anyon tayinine yönelik nano malzeme esaslı sensör geliştirilmesi ve analizlerin iyon kromatografisi kullanımıyla tamamlanması
- Tez No: 342988
- Danışmanlar: PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Sensör, nanosensör, optik kimyasal sensör, floresans, Hg (II), Fe (III), Cu (II), Sn (II), Sensor, nanosensor, optical chemical sensor, fluorescence, Hg (II)
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 260
Özet
Bu tezde, su ve yeraltı suyu sistemlerindeki katyonların eser miktarlarının algılanması için yeni malzemeler olarak nano-ölçekli polimerik liflerin kullanılması önerilmiştir. Önerilen sensörler polimer matrikse gömülü floroiyonoforun floresans şiddetindeki değişiklikleri algılayarak çalışır. Yedi farklı iyonoforun spektral karakterizasyonları ve sensör özellikleri tanımlanmıştır. Yararlanan boyaların bazıları yeni sentezlenmiş olup sensor amacıyla ilk kez kullanılmıştır. Bakır (II), Civa (II), Demir (III) ve Kalay (II) için çok hassas emisyon esaslı nano ölçekli sensörler üretilmiştir. İyonoforların alışılmış çözücüler ve katı matrislerde spektral karakterizasyonu yapılmıştır. Ardından, duyarlılık, seçicilik, çalışma aralığı, kısa vadeli stabilitesi ve cevap süresi açısından iyonoforların sensor performansları detaylıca araştırılmıştır. Sunulan sensörlerin doğrulukları geri kazanım testlerinden yararlanarak kontrol edilmiş ve gerçek yeraltı suyu örneklerinde kullanılmıştır. Çalışmalar boyunca alışılmış anyonları tespit eden bir sensör geliştirilmesi için büyük bir çaba da harcanmıştır. Sadece ODC-3 ve ODC-5 boyalarında, bikarbonat ve hidroksit anyonları için anlamlı bir yanıt görülmüştür. Bikarbonat iyonu için gözlemlenen yanıt çok hassastır ancak, bikarbonata seçimli bir cevap olmaktan çok pH skalasının alkali bölgesindeki değişmelere bir cevap şeklindedir. Tez boyunca, her floroiyonofor için, ince film ve elektroeğirme tekniği ile hazırlanmış nanofiberlerin sonuçları karşılaştırıldı ve mevcut ince filmler üzerinde nano ölçekli malzemelerin avantajları ortaya çıkarıldı. Burada, saçılma ve diğer yan etkiler olmadan floresansa dayalı ölçüm teknikleri ile elektroeğirilmiş nanomalzemeler üzerinden ölçümler gerçekleştirildi. Bu arada, pikomolar altı seviyelerine uzanan tayin limitlerine ulaşılmıştır. İleri çalışmalarda, yeni algılama malzemelerinin ve polimer kompozisyonlarının keşfedilmesi, elektroeğirilmiş membranların nano boyutlarının kontrolleri ve çeşitli analitlerin hassasiyetlerinin tespiti için optimizasyonları üzerinde durulacaktır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, novel materials using electrospun nano-scale polymeric fibers has been proposed as a promising material for sensing trace amounts of cations in water and groundwater systems. The offered sensors operate by detecting fluorescence intensity changes of fluoroionophore embedded in polymer matrices. The spectral characterization and sensor properties of seven different ionophores were described. Some of the exploited dyes were newly synthesized and used for the first time for sensing purposes. Highly sensitive emission based nano-scale sensors for Copper (II), Mercury (II), Iron (III) and Tin (II) were fabricated. We performed spectral characterizations of the ionophores in conventional solvents and in solid matrices. Then, we investigated the selectivity and following the sensor performances of the ionophores into detail in terms of sensitivity, selectivity, working range, short-term stability and response time. We checked accuracies of the offered sensors exploiting recovery tests and used them in real groundwater samples. A great effort has also been made for development of a sensor to detect the conventional anions throughout the studies. We observed a significant response only for bicarbonate and hydroxyl ions with ODC-3 and ODC-5 dyes. The observed response was not a selective response for bicarbonate but rather, a response to pH in the alkaline range of the pH scale. Throughout the thesis, for each fluoroionophore, we compared results of thin films and electrospun nanofibers and revealed the advantages of the nano-scale materials over existing thin films. Here, we performed coupling of electrospun nanomaterials with fluorescence based measurement techniques without scattering and other side effects. By this way, we attained detection limits extending to sub-picomolar levels. Further efforts will focus on exploring new sensing materials and polymer compositions, controlling the nanoscale size of the electrospun membranes, and optimizing the sensitivities for the detection of a variety of analyses.
Benzer Tezler
- Bazı antidiyabetik ilaç etken maddelerinin tayini için MOS2 temelli elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi
Development of MOS2 based Electrochemical Sensors for the Determination of Some Antidiabetic Active Drug Substances
ALİ KEMAL ATEŞ
Doktora
Türkçe
2021
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN ERK
- Elektro döndürme yöntemi ile elde edilen karbon nanolif ve karbon nanotüplerin karakterizasyonu ve işlevselleştirilmesi
Characterisation and functionalization of electrospun carbon nanofibers and carbon nanotubes
MERVE YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. FİLİZ ALTAY
- Ni/ZnO nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz tekniğiyle üretimi
Production of Ni/ZnO nanocomposite particles via ultrasonic spray pyrolysis (USP) method
İLAYDA KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Manyetik sıvı çekirdekli sistemlerin tasarımı, incelenmesi ve modellenmesi
Design investigation and modeling of magnetic liquid core systems
KÜBRA KARTACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİnönü ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHMURAZ ABBASOV
- Gyroless attitude estimation algorithm for nanosatellites
Nanouydular için jiroskopsuz yönelim kestirim algoritmaları
ŞİRİN YAKUPOĞLU ALTUNTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL ERSİN SÖKEN