Geri Dön

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

  1. Tez No: 438867
  2. Yazar: HACER ESRA KABAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN, PROF. DR. ÖZLEM ÖTER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2015

    Bilim ve TeknolojiDokuz Eylül Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADRİYE ERTEKİN

  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