İletken polimer sentezi ve karakterizasyonu
Conductive polymer synthesis and characterization
- Tez No: 408685
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MUZAFFER BALBAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
İletken polimerin metallerle kıyaslanabilecek kadar önemli ölçüde elektriksel iletkenliğe sahip olmaları onları diğer polimerlerden farklı kılmaktadır. Bunlar arasından polipirol (PPy), nispeten yüksek iletkenliği, kolay elde edilebilir olması ve çevresel kararlılığı nedeniyle daha çok ilgi çekmekte ve elektrokataliz, fotoelektrokimyasal aygıtlar, iyon değiştiriciler ve sensör uygulamaları gibi birçok alanda ümit vaat etmektedir. Bu çalışmada, nem sensörlerinde kullanılmak üzere farklı elektriksel iletkenliklere sahip kompozit filmler elde edilmesi amaçlanmıştır.Çalışmada, kimyasal oksidatif polimerizasyon metodu ile farklı oranlarda SiO2 içeren, poli(vinil alkol) - polipirol (PVA - PPy) kompozit filmler sentezlenmiştir. Sentezlenen filmlerin elektriksel özellikleri empedans spektroskopi (ES) ile incelenmiş, elektriksel özellikleri birbiri ile kıyaslanarak nem sensörü olarak duyarlılıkları test edilmiştir.Filmlerin alternatif akım (ac) elektriksel iletkenlikleri (?ac) 30 - 80 oC sıcaklık aralığında, 10 Hz'den 10 MHz'ye kadar değişen frekans bölgesinde incelenmiştir. ES analizleri kompozit filmlerin elekriksel iletkenliklerinin sıcaklıkla arttığını ve sıcaklığa bağlılığın yüksek bir korelasyonla Arrhenius tipi bağıntıya uyduğunu göstermiş ancak SiO2 katkısı ile iletkenliğin değişimi arasında bir korelasyon elde edilememiştir. En yüksek iletkenlik değerinin (7,163x10-5 S / cm) ~ 80 ºC'de % 1 SiO2 katkılı kompozit filme ait olduğu görülmüştür. Kompozit filmler için deneysel iletkenlik - sıcaklık verileri kullanılarak iletkenliğin aktivasyon enerjileri (1,29 - 1,48 meV) hesaplanmıştır.Her iki yüzeyi metalize edilmiş kapasitif tip ticari bir membran ve hazırlanan kompozit filmlerin nemli ortamdaki davranışları, oda koşullarında (25 oC'de, bağıl nem, RH % 37 - 40), ve doygun NaCl çözeltisi üzerinde sağlanan nemli ortamda (RH ~ % 68) test edilmiş ve sensörlerin zaman sabitleri (?) hesaplanmıştır. Bu değer ticari membran için 18,32 s'dir. Ticari membrana en yakın zaman sabiti değerinin (? = 63,56 s) membran kalınlığı en küçük olan (48 µm) % 5 SiO2 katkılı kompozit filme ait olduğu görülmüştür.Sensör testleri kompozit filmlerin kalınlığının azalmasıyla orijinal ticari membrandakine benzer tepki eğrisi ortaya çıktığını göstermiştir. SiO2 katkısının sensör tepkisi üzerindeki etkisi anlaşılamamıştır. Deneysel sonuçlar; membran içerisinde suyun difüzyon mesafesini azaltmak ve dolayısıyla membranların zaman sabiti değerini küçültmek amacıyla ~ 20 ?m kalınlığındaki kompozitlerin kapasitif tip nem sensörlerinde kullanılabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Conducting polymer that can be distinguished from other polymers due to their high electrical conductivity comparable to that of metals. Among them, polypyrrole (PPy) has attracted more attentions as a promising candidate such as electrocatalysis, photoelectrochemical devices, ion exchangers and sensor applications in many fields, due to its relatively high conductivity, can easily be obtained and environmental stability. In this study, it is aimed to obtain have different electrical conductivities composite films for use humidity sensors.In study, containing different ratio of SiO2, poly(vinyl alcohol) - polypyrrole (PVA - PPy) composite films were synthesized by chemical oxidative polymerization method. The electrical properties of the synthesized films were investigated by impedance spectroscopy (IS), their electrical properties were compared with each other and as humidity sensor sensitivities were tested.The alternate current (ac) electrical conductivity (?ac) of the films have been investigated at different temperatures (~ 30 - 80 oC) at a frequency ranging from 10 Hz to 10 MHz. Impedance spectroscopy analysis showed that the electrical conductivity of the composite films increased with increasing temperature and a high correlation of Arrhenius - type equation fits the temperature dependence but a correlation between the contribution of SiO2 and conductivity change could not be obtained. 1 % SiO2 doped, composite film was shown the highest electrical conductivity with (~ 80 ºC) 7,163x10-5 S / cm. Using the data for the experimental conductivity - temperature, conductivity were calculated activation energies (1,29 - 1,48 meV) for the composite films.Behavior of both surfaces are metalized capacitive type commercial and synthesized polymer films in humid environments have been tested at room conditions (at 25 oC, relative humidity, RH 37 - 40 %) and also in humid environment provided over the NaCl (RH ~ 68 %) and sensors time constants (?) were calculated. This value (?) is 18.32 sec for commercial membrane. Time constant value closest to the commercial membrane (? = 63,56 sec) it was seen that 5 % SiO2 doped, composite film with the smallest thickness (48 µm).The results of the sensor tests show that, close to the response curve of original commercial membrane with decreasing thickness of the composite films. Effect on the response of the sensor SiO2 contribution is not understood. Experimental results show that ~ 20 ?m thickness of the composite films can be used as a capacitive - type humidity sensors to decrease water diffusion distance in membrane and because of reduce the value of time constant membranes.
Benzer Tezler
- Bor nitrür içerikli nemsiz proton iletken polimer membranlarin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron nitride based anhydrous proton conductive polymer membranes
KÜBRA ZEYNEP ASLIYÜKSEK
- Synthesis and characterization of single-ion conducting polymer electrolytes for lithium-ion batteries
Lityum iyon piller için tek iyon iletken polimer elektrolit sentezi ve karakterizasyonu
ANEEKA ZAHEEN KAMAL
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- İletken polimer-nanopartikül kompozitlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of conducting polymer–nanoparticle composites
BAŞAK SEVİNÇ
- İletken polimer aşılanmış polifosfazenlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of conducting polymer grafted polyphosphazenes
ELİF BÜŞRA ÇELEBİ
Doktora
Türkçe
2018
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBAHAT DEMİRHAN
DOÇ. DR. FERDA HACIVELİOĞLU