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
- Tez No: 438867
- Danışmanlar: PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN, PROF. DR. ÖZLEM ÖTER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Çoğu iş yerinde özellikle de kuyumculuk sektörüyle ilişkili iş ortamlarında konsantre asit buharları bulunmaktadır. Asit buharlarınca zengin bu tür ortamlarda konsantrasyon çok yükselmedikçe sensor uyarıları algılanamaz. Bu durumda asit buharlarınca zengin çevrelerde sürekli izlemenin yapılması çok önemlidir. Diğer taraftan, pH'a hassas boyalar olarakta bilinen asit baz indikatörleri optik kimyasal sensör tasarımlarında benzer amaçlar için kullanılmaktadır. Ancak bu amaçla kullanılan çoğu asit baz indikatörü suda çözünür olduğundan enkapsüle edildiği matriksten sızma ya da havanın etkisiyle stabilitesini kaybetme tehlikesiyle karşı karşıyadır. Bu çalışmada yüksek düzeyde lüminesans özelliğe sahip pH indikatörlerinin cevapları yoğun asit buharlarının varlığında ve yokluğunda test edilmiştir. SDA ve SDC kodlu iki adet yeni sentezlenmiş asit baz indikatörü gümüş nano partiküller (AgNPs) ve iyonik sıvılar beraberinde iki farklı polimerik matrikste asit buharlarına cevapları açısından denenmiştir. Boyalar, polimerik matrikslerde sızıntı olmaksızın enkapsüle edilmiş ve stabilitelerinde iyileşme sağlanmıştır. Sensör malzemeler ince film ya da elektro eğirilmiş formlarda hazırlanmıştır. İyonik sıvı hem stabiliteyi hem de asit baz duyarlığını arttırmak amacıyla katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Asidik ortamlarda pH etkisindeki spectral değişiklikler analitik sinyal olarak izlenmiştir. Seçilen moleküllerin pH duyarlıkları floresans ömrü (lifetime) ve kinetik modda yapılan ölçümler ile de incelenmiştir. Boyaların etil selüloz ve poli metil metakrilat matrikslerde Gümüş nano partiküller ile bir arada kullanılması uzun dönem kararlılıkta artış, geniş yüzey alanı, duyarlıkta ve tüm sensor dinamiklerinde iyileşme ile sonuçlanmıştır. Önerilen tasarımların sensor özellikleri, yoğun asit buharı içeren iş yeri ortamlarını simüle eden hidro klorik, nitrik ve sülfürik asit buharlarının varlığında test ve kalibre edilmiştir. Önerilen kompozitler gaz fazdaki ve sıvı fazdaki pH ölçümlerinde yoğun asit buharlarının varlığında bile başarı ile kullanılabilmektedir.
Özet (Çeviri)
In workplaces, especially in jewelery related workplaces, concentrated acid vapors are present. Such atmospheres rich in acid vapors may not provide adequate sensory warning of danger. Therefore correct and continuous monitoring of levels of acid vapors in such environments is quite important. On the other hand, a number of acid base indicators which are also known as pH sensitive dyes have intensively been used in the design of optical chemical sensors. However, most of the pH indicators suffer from instability in air or leaching from host matrices due to the water solubility. In this work, emission-based pH sensing properties of highly luminescent pH indicators were tested in presence and absence of the acid vapors. Two newly synthesized acid base indicators SDA and (SDC) were used along with silver nanoparticles (AgNPs) and ionic liquids in two different polymeric matrices for sensing of acid vapors. We provided enhanced stability and securely entrapped the dye molecules without any leaching from the polymeric matrices. The sensing materials were fabricated in form of thin films and electrospun nanofibers. The ionic liquid; 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate was exploited as additive to enhance the stability as well as response to acid vapors. pH induced spectral changes were followed for acidic environments as the analytical signal. The pH sensitivities of the probes (molecules) were also tested by lifetime based and kinetic mode measurements. Utilization of the dyes in ethyl cellulose and polymethyl methacrylate along with AgNPs in 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 designs were tested and calibrated in presence of acidic vapors of acids which simulate jewellery related work places. The offered composites can be employed for both, gas phase and liquid phase pH measurements even in environments occupied by concentrated acid vapors
Benzer Tezler
- 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
ZEYNEP AY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve TeknolojiDokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN
- 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
- Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures
ÜNAL DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- 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
- 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