İtici enerjetik materyal amonyum perklorat için altın nanoparçacık esaslı kolorimetrik sensör geliştirilmesi
Development of gold nanoparticle based colorimetric sensor for propellant energetic material ammonium perchlorate
- Tez No: 487855
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEM ARDA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Katı roket iticilerinde kullanılan amonyum perklorat (AP) kompozit katı iticilerin en yaygın kullanıma sahip oksitleyicisidir. AP en yaygın kullanılan fakat en az anlaşılan enerjik maddelerden biridir. Buna ek olarak, AP'yi diğer itici ve patlayıcı maddelerden tamamen farklı kılan şey klorun varlığıdır. Safsızlıklar AP materyalinin ayrışmasında ve yanma hızında önemli rol oynamaktadır. AP'nin ayrışma mekanizması ve yapısal özellikleri konusunda çok sayıda yayın yapılmış olmasına rağmen tayin yöntemlerine ilişkin az sayıda çalışma vardır ve nanoparçacık esaslı kolorimetrik bir sensör mevcut değildir. Bu bağlamda bu tez çalışmasının amacı itici enerjetik madde AP'nin miktar tayinine olanak sağlayacak hassas ve kolay uygulanabilir nitelikte sensör geliştirmek ve diğer patlayıcı maddelerin yanında tayinini sağlamaktır. Geliştirilen nanoparçacık temelli sensörün tayin prensibi, düzlemsel molekül yapılı katyonik bir boya olan metilen mavisinin (MB) altın nanopartikül (AuNP) yüzeyine elektrostatik etkileşim ile bağlanması ve büyük oranda adsorbe olması sonucu oluşan AuNPMB nanokompozitinin amonyum perklorat miktar tayininde kullanılmasıdır. MB varlığında pozitif yüklenen AuNP yüzeyi ile perklorat iyonu arasında oluşan iyon çifti sonucu AuNP agregasyonu meydana gelmektedir. Spektrofotometrik değerlendirme 650 nm'deki absorpsiyon değerinin 520 nm'deki absorpsiyon değerine oranlanması ile yapılmıştır. Agregasyon sonucu 600-700 nm aralığında oluşan yeni absorpsiyon pikini 650 nm'deki absorpsiyon değeri temsil ederken,520 nm'deki absorpsiyon değeri AuNP-MB sensörüne aittir. Geliştirilen spektroskopik sensörün AP için molar absorptivite ve LOD (belirtme sınırı) ile LOQ (tayin sınırı) gibi analitik performans özellikleri şöyledir: AP için ε = 712 L mol-1cm-1 ; LOD = 2,4×10-5 mol L-1 ve LOQ= 8,33 ×10-5 mol L-1'dir. AP'nin TNT ve HMX varlığında tayini, karışım çözeltisi ile kirletilmiş topraktan AP'nin su ile ekstraksiyonu sonucu gerçekleştirilmiştir. Ayrıca toprakta yaygın olarak bulunan Cl-, NO3-, NO2-, SO42-, K+, Mg2+, Ca2+ anyon ve katyonlarının sensör ile yapılan analizlere girişim etkileri incelenmiştir. Geliştirilen miktar tayin yöntemi literatürde mevcut ekstraktif spektrofotometrik yöntemi ile t- ve F- testleri kullanılarak istatistiksel olarak kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
Ammonium perchlorate (AP) used in solid rocket propellants is the most commonly used oxidizer of composite solid propellants. AP is one of the most widely used but least understood energetic substances. In addition, what makes AP completely different from other propellant and explosive ingredients is the presence of chlorine. Impurities play an important role in the decomposition of AP material and the rate of burning. Although there are numerous publications on the dissociation mechanism and structural properties of AP, there are few studies on the determination methods and there is no nanoparticle based colorimetric sensor. In this context, the aim of this thesis is to develop a sensitive and easily applicable sensor that will allow quantification of the target propellant energetic material AP and to determine it in the presence of other explosives. The defined principle of the developed nanoparticle-based sensor is to use methylene blue (MB), a planar molecule-structured cationic dye, to a large extent adsorb and electrostatic interaction bonding the gold nanoparticle (AuNP) surface to determine the amount of ammonium perchlorate in the AuNP-MB nanocomposite. The ion pair between the positively charged AuNP surface, in the presence of MB, and the perchlorate ion results in AuNP aggregation. Spectroscopic evaluation made by taking the ratio of 650 nm absorption value to 520 nm absorption value, While 650 nm represents the new formed peak between 600- 700 nm as a result of aggregation, 520 nm absorption value belong to the AuNP-MB sensor. The analytical performance characteristics of the developed sensor for AP as molar absorptivity (ε); limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) are as follows: For AP, ε= 712 L mol-1cm-1; LOD= 2.4×10-5 mol L-1 and LOQ=8.33×10-5 mol L-1. The determination of AP in the presence of TNT and HMX was accomplished by water extraction of AP from contaminated soil with the mixture solution. Additionally the interference effects of various anions and cations commonly found in soil such as Cl-, NO3-, NO2-, SO42-, K+, Mg2+ and Ca2+ were investigated. The developed quantitation method was statistically compared with the extractive spectrophotometric method in the literature using t- and F- tests.
Benzer Tezler
- Enerjetik materyal amonyum dinitramid tayini için spektrofotometrik yöntem geliştirilmesi
Development of spectrophotometric method for energetic material ammonium dinitramide determination
FATMA MAMATİOĞLU
- Synthesis, characterization and investigations of thermal behavior of the nitro-imidazole-based energetic coordination compounds
Nitro imidazol içeren enerjik koordinasyon bileşiklerinin sentezi, karakterizasyonu ve termal özelliklerinin incelenmesi
VAHİDE SELEN YAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
KimyaAtılım ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENİZ ÖZALP YAMAN
PROF. DR. NESRİN EKİNCİ MACHIN
- Design and analysis of a greener disposal system for energetic materials and munitions
Enerjik malzeme ve mühimmatlar için daha çevreci bir bertaraf sistemi tasarımı ve analizi
SABİT GÜLBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT YEŞİLATA
- TiN sert kaplamaların altlıklarıyla galvanik etkileşimlerinin incelenmesi
Investigation of the galvanic interactions between TiN hard coatings and substrate materials
BURÇAK AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Organik tabanlı güneş hücrelerinde kullanılabilecek ftalosiyaninlerin hesapsal olarak araştırılması, tasarımı ve sentezi
Design, computational screening and synthesis of novel phthalocyanines as organic based solar cell materials
MERAL ARI