Geri Dön

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

  1. Tez No: 410650
  2. Yazar: ZEYNEP AY
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Kimya, Science and Technology, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

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

  1. 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

    İngilizce

    2016

    KimyaDokuz Eylül Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN

    PROF. DR. ÖZLEM ÖTER

  2. 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

    MERVE ZEYREK ONGUN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    KimyaDokuz Eylül Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN

  3. Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi

    Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures

    ÜNAL DEĞİRMENCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  4. 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

    İngilizce

    2016

    Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL

  5. 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

    Türkçe

    2013

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN