Nano-nio kompozit polimer filmlerin hazırlanması ve iyonik iletkenlik özelliklerinin incelenmesi
Preparation and investigation of ionic conductivity properties of nano-nio composite polymer films
- Tez No: 444300
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVİL ÇETİNKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Kompozit polimer filmlerin morfolojik ve iyonik iletkenlik özelliklerini geliştirmek için en iyi yollardan biri polimere Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, NiO gibi anorganik dolgu maddelerinin eklenmesidir. Anorganik dolgu maddelerinin polimere eklenmesi, katı polimer elektrolitlerin iletkenliğini arttırır. Tez çalışmasının ilk aşamasında, NiCl2 ve NaHCO3 anorganik başlangıç malzemeleri kullanılarak iki aşamalı kimyasal yöntem ile nano yapılı NiO malzemeleri sentezlendi. Kalsinasyon sıcaklığının elde edilen son nanopartiküllerin özelliklerine etkisini incelemek için, nanopartiküllerin sentezi 400 °C ve 600 °C sıcaklıklarında gerçekleştirildi. Nanopartiküllerin kristal doğası, mikroyapısı, morfolojisi ve spesifik yüzey alanını karakterize etmek için XRD, FTIR, Raman, SEM, TEM ve N2 absorpsiyon-desorpsiyon izotermleri kullanıldı. Optik özellikleri UV-GB kullanılarak analiz edildi. XRD analizleri hazırlanan nanopartiküllerin kübik NiO'lerden oluştuğunu gösterdi. Tez çalışmasının ikinci aşaması, ev sahibi polimer olarak kullanılabilecek ROMP polimerlerin sentezi ile ilgilidir. Ekzo-N-fenil-7-oksanorbornen-5,6-dikarboksimid (ekzo-PhONDI) ve yeni ekzo-N-benzil-7-oksanorbornen-5,6-dikarboksimid (ekzo-PhCH2ONDI) monomerleri Diels-Alder reaksiyonları ile sentezlendi. Polinorbornen türevleri 1.nesil rutenyum alkiliden başlatıcısı, [(PCy3)2Cl2Ru=CHPh], kullanılarak halka açılımı metatez polimerizasyon yöntemi ile elde edildi. Polinorbornen türevlerinin yapısal özellikleri NMR, FTIR, DSC, TGA ve GPC ile analiz edildi. Ekzo-PPhONDI ve ekzo-PPhCH2ONDI polimerlerinin Tg değerleri sırasıyla 211.56 °C ve 168.34 °C olarak gözlendi. Tezin son bölümünde PPhONDI-LiClO4-NiO ve PPhCH2ONDI-LiClO4-NiO sistemlerine dayalı nanokompozit katı polimer filmleri hazırlandı ve farklı miktarlarda nano-NiO dolgu maddesinin film özellikleri üzerine etkisi incelendi. Kompozit polimer filmler çözelti döküm tekniği ile hazırlandı. NiO nanopartikül miktarı ağırlıkça %1 ile 15 arasında değiştirildi. PPhONDI polimerine dayalı katı nanokompozit polimer filmlerde en yüksek iletkenlik ağırlıkça %8 oranında NiO dolgu maddesi ve %10 LiClO4 doplama malzemesi bileşimi ile elde edildi. Hazırlanan filmler XRD, FTIR, DSC ve TGA ile karakterize edildi.Kompozit polimer elektrolit filmlerin morfolojisi SEM ile incelendi. SEM sonuçları dolgu maddesinin polimer matriks içinde homojen olarak dağıldığını gösterdi.
Özet (Çeviri)
One of the most promising ways to improve the morphological and ionic conductivity properties of composite polymer films is addition of inorganic fillers such as, Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, NiO. The addition of inorganic fillers into polymers improves the conductivity of solid polymer electrolytes. In the first part of the thesis, nanostructured NiO materials were synthesized by the two steps chemical method using NiCl2 and NaHCO3 as inorganic precursors. The synthesis of nanoparticles was carried out at 400 °C and 600 °C to examine the effect of the calcination temperature on the quality of the obtained final nanoparticles. XRD, FTIR, Raman, SEM, TEM and N2 adsorption-desorption isotherms were used to characterize the crystalline nature, microstructure, morphology and specific surface area of the nanoparticles. The optical properties were analyzed using UV-Vis. The XRD analysis shows that the prepared nanoparticles has composed of cubic NiO. The second part of the thesis is concerned with the synthesis of ROMP polymers for using as the host polymer. Exo-N-phenyl-7-oxanorbornene-5,6-dicarboximide (exo-PhONDI) and new exo-N-benzyl-7-oxanorbornene-5,6-dicarboximide (exo-PhCH2ONDI) monomers were synthesized by the Diels–Alder reactions. Polynorbornene derivatives were obtained via ring opening metathesis polymerization using first-generation ruthenium alkylidene initiator, [(PCy3)2Cl2Ru=CHPh]. The structural properties of the polynorbornene derivatives were analyzed by NMR, FTIR, DSC, TGA and GPC. Tgs for polymer exo-PPhONDI and exo-PPhCH2ONDI were observed at 211.56 °C and 168.34 °C, respectively. In the final part of the thesis, nanocomposite solid polymer films based on PPhONDI-LiClO4-NiO and PPhCH2ONDI-LiClO4-NiO systems have been prepared and the effect of inorganic nano-NiO filler with different amounts on the film properties has been examined. Composite polymer films were prepared via the solution-casting technique. The amount of nanoparticle was varied from 1 to 15 wt.% of NiO. The solid nanocomposite polymer films based on PPhONDI polymer with highest conductivity was achieved for the composition with 8 wt.% of nano-NiO filler and 10 wt.% of LiClO4 dopant. The prepared films were characterized using XRD, FTIR, DSC and TGA. Morphology of the composite polymer electrolyte films was examined by SEM. The SEM results showed that the filler was homogeneously distributed in the polymer matrix.
Benzer Tezler
- Epoksi reçine/nio nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of epoxy resin/nio nanocomposites
DENİZ KILIÇGEDİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiYalova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT BİNGÖL
- Nikel köpüklerin ergimiş KOH içerisinde anodik oksidasyonu ile süperkapasitör uygulamaları için elektroaktif nikel oksit üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of electroactive nickel oxides grown on nickel foam by anodic oxidation in KOH melts for supercapacitor applications
NAZLI İREM TOKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Tabakalı karbon elyaf kompozit malzemelerde nano boyutta SiC, NiO, kil ve karbon tüp partikül katkılarının mekanik özelliklere etkisi
The effect of nanoparticles of SiC, NiO, clay and carbon tube addition on the mechanical properties of layered carbon fiber composite materials
YASİN MUSA UÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY ERSEL CANYURT
- Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi
Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles
TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Yüksek performanslı metal-yarı iletken Schottky diyotların elde edilmesi için yeni nesil nano yapılı grafen esaslı kompozit malzemelerin üretilmesi
Production of new generation nano-constructed graphen based composite materials for obtaining high performance metal-semiconductor Schottky diode
HALİL ÖZERLİ
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ