Development of nano-material based optical chemical sensors indicating oxygen levels in petrochemistry related workplaces
Petrokimya sentöründe işyeri ortamindaki oksijen seviyesinin algilanmasi için nano malzeme esasli optik kimyasal sensör geliştirilmesi
- Tez No: 410650
- Danışmanlar: PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Bilim ve Teknoloji, Chemistry, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Oksijen, Uçucu organik bileşikler, Çözünmüş oksijen, Oxygen, Volatile organic compound, Dissolved oxygen
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rafineri gibi iş yerlerinde; uçucu ham petrol çözücüleri genellikle de alkanlar, siklik alkanlar, alkenler ve aromatiklerin karışımı bulunur. Bu tür atmosferlerde oksijen yetersizliği tehlikesine ilişkin yeterli sensör uyarımı sağlanamayabilir. Bu nedenle, bu tür ortamlarda oksijenin doğru ve devamlı kontrolü çok önemlidir. Diğer taraftan, rutenyum (II) türevleri oksijene duyarlı boyalar olarak bilinmekte olup, optik kimyasal sensörlerin dizaynında yoğun olarak kullanılmaktadır. Birçok rutenyum boyasının suda çözünür olmasından dolayı tutuklandığı matriksden akması söz konusudur. Bu problemin üstesinden gelmek için boyanın yapısı değiştirilirken oksijene karşı duyarlılığı azalmaktadır. Bu çalışmada, boya ve matriksin uyumuna çok önem verilmiş, parlak rutenyum (II) türevlerinin emisyona dayalı oksijen algılama özellikleri bazı uçucu organiklerin varlığında ve yokluğunda test edilmiştir. Yeni sentezlenmiş iki farklı turuncu-kırmızı alkil dallanmış rutenyum komplekslerinin oksijene duyarlıklarını test etmek amacı ile iki farklı silikon matriksde gümüş nanoparçacıkları ile kullanılmıştır. Kullanılan boyaların alkil dallanmış özelliklerinden dolayı boyalar, matriks içerisinde herhangi bir akma olmadan başarı ile enkapsüle edilmiştir. Algılayıcı materyaller ince film ve elektro eğrilmiş nanofiberler olarak üretilmiştir. Oksijene cevabını arttırmak için iyonik sıvı ve perfloro bileşikleri katkı maddesi olarak kullanılmıştır. 630 nm'de oksijen etkisi ile gerçekleşen spektral değişimler gaz haldeki ve çözünmüş oksijenin analizinde analitik sinyal olarak izlenmiştir. Probların oksijene duyarlığı lifetime ve kinetik modda da test edilmiştir. Ampifilik rutenyum boyaları AgNP'ler ile birlikte silikonda elektro eğrilmiş fiberler formunda kullanıldığında uzun zamanlı kararlılık, artmış yüzey alanı, hassaslık ve bütün sensör dinamiklerinde iyileşme avantajları elde edilmiştir. Önerilen tasarımların algılama özellikleri rafineri ve benzeri iş yerlerinde bulunan benzen, toluen, etilbenzen, hegzan ve ksilen buharlarında test ve kalibre edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In workplaces, especially in refineries, volatile petroleum solvents are usually in the form of mixtures of alkanes, cyclic alkanes, alkenes and the aromatics. Such atmospheres which are deficient in oxygen may not provide adequate sensory warning of danger. Therefore correct and continuous monitoring of oxygen levels in such environments is quite important. On the other hand, ruthenium (II) derivatives are known as oxygen sensitive dyes and have intensively been used in the design of optical chemical sensors. Most of the ruthenium dyes suffer from leaching from host matrices due to the water solubilities. In order to provide the best host/dye compatibility we used the amphiphilic ruthenium derivatives in silicon based matrices. In this work, emission-based oxygen sensing properties of highly luminescent ruthenium (II) derivatives were tested in the presence and absence of some volatile organics. Newly synthesized two orange-red emitting alkyl branched ruthenium complexes were used along with silver nanoparticles (AgNPs) in two different silicon based matrices for oxygen sensing purposes. The sensing materials were fabricated in form of thin films and electrospun nanofibers. Ionic liquid and perfluorinated compounds were exploited as additives to enhance the response to oxygen. Oxygen induced spectral changes at 630 nm were followed for both gas phase and dissolved oxygen as the analytical signal. The oxygen sensitivities of the probes were also tested by lifetime based and kinetic mode measurements. Utilization of the amphiphilic Ru dyes in silicon along with AgNPs in the form of electrospun fibers resulted in many advantages such as enhanced long term stability, increased surface area, sensitivity and improvement in all sensor dynamics. Sensing characteristics of the offered design were tested and calibrated in the presence of vapors of benzene, toluene, ethylbenzene, hexane and xylene, which simulate refinery related work places.
Benzer Tezler
- Development of nano-material based optical chemical sensors indicating levels of acidic vapors in gold- jewellery related workplaces
Kuyumculuk sektöründe işyeri ortamındaki asit buharlarının algılanması için nano malzeme esaslı optik kimyasal sensör geliştirilmesi
HACER ESRA KABAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
KimyaDokuz Eylül ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN
PROF. DR. ÖZLEM ÖTER
- Enerji, optik sensör ve aktif gıda paketleme alanlarında kullanılmak üzere yüzeyi işlevselleştirilmiş floresans karbon noktaların geliştirilmesi
Development of surface functionalized fluorescence carbon dots for use in energy, optical sensor, and active food packaging areas
MELİS ÖZGE ALAŞ
Doktora
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK
- Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures
ÜNAL DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Development of silver nitrate loaded polyacrylonitrile composite nanofibers
Gümüş nitrat içeren poliakrilonitril kompozit nanoliflerin geliştirilmesi
NESRİN DEMİRSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL