Low-temperature catalytic synthesis of boron nitride nanotubes by alkali metal ferrites
Bor nitrür nanotüplerin alkali metal ferritlerle düşük sıcaklıkta katalitik sentezi
- Tez No: 488360
- Danışmanlar: PROF. DR. YUDA YÜRÜM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Chemistry, Chemical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Kimyasal buhar biriktirme (KBB) büyük hacimlerde yüksek saflıkta bor nitrür nanotüplerinin (BNNT) sentezlenmesine olanak tanıyan avantajlı bir tekniktir. KBB işleminin ürün kalitesi ve enerji verimliliği esas olarak uygun katalizör seçimi ile yönetilir. Bu çalışmada, BNNT'ler termal KBB (TKBB) metodu kullanılarak alkali metal ferritlerle sentezlenmiştir. Araştırma üç basamakta çalışılmıştır. i) Yeni kataliz önerilmeden önce, geleneksel katalizörlerle (MgO ve Fe2O3) BNNT'ler 1000 - 1200 oC arasında TKBB metoduyla kimyasal buhar tuzaklama yaklaşımıyla büyütülmüştür. Ek olarak, KBB sistem parametrelerinin ürüne etkisi incelenmiştir. BNNT'lerin oluşumundaki en önemli faktörün sıcaklık olduğu belirlenmiştir. ii) BNNT sentez sıcaklığını düşürmek için özgün alkali tabanlı katalizör, KFeO2 önerilmiştir. KFeO2 geleneksel katalizör ile değiştirildiğinde, BNNT sentez sıcaklığının, literatürde bildirilen tipik TKBB sıcaklıklarından (1100 oC -1300 oC) oldukça düşük olan 750 oC - 800 oC 'ye düştüğü görülmüştür. Buna ek olarak nanotüp büyüme mekanizması ve alkali metal etkisi incelenmiştir. iii) Alkali metal yardımıyla BNNT sentezi fikrini desteklemek için, Cs'den Li'ye kadar diğer alkali metal ferritler TKBB ile BNNT sentezinde kullanılmıştır. 1000 °C'nin altındaki sıcaklıklarda BNNT sentezinin, reaktif gazlar arasında alkali metal katalizörü olmadan mümkün olmadığı kanıtlanmıştır. Dahası, sentez sıcaklığının ve nihai morfolojinin, ferrit formunda kullanılan alkali metala bağlı olarak değiştiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Chemical Vapor Deposition (CVD) is an advantageous technique that allows synthesis of boron nitride nanotubes (BNNT) of high purity in large volumes. The product quality and energy efficiency of the CVD processes are mainly governed by the appropriate choice of catalyst. In this study, we achieved BNNT growth by alkali metal ferrites with thermal CVD (TCVD) method. Three steps were applied through the whole research. i) Before proposed new catalyst for BNNT synthesis, conventional catalyst system (MgO and Fe2O3) was utilized for BNNT production between 1000 oC and 1200 oC with TCVD growth vapor trap (GVT) approach. Moreover, CVD system parameters were investigated. The temperature was found to be the most crucial factor to BNNTs to form. ii) To reduce BNNT synthesis temperature, we report the use of a novel alkali based catalyst, KFeO2, to trigger the BNNT formation by TCVD. When KFeO2 was replaced with the conventional catalyst, BNNT synthesis temperature was reduced to 750 oC – 800 oC, which is significantly lower than the typical temperatures of TCVD reported in the literature (1100 oC -1300 oC). Growth mechanism and effect of alkali metal were investigated. iii) To support the idea of alkali assisted BNNT synthesis, other alkali metal ferrites from Cs to Li were used in the BNNT synthesis with TCVD. It was proved that without alkali metal catalyst in the growth vapor BNNT synthesis was not possible at temperatures below 1000 oC. Moreover, synthesis temperature and final morphology changed depending on the alkali metal used as in ferrite form.
Benzer Tezler
- Synthesis & characterization of boron nitride nanostructures and application in nanocomposites
Bor nitrür nano yapıların sentezlenmesi, karakterizasyonu ve bu yapıların nano kompozit uygulamalarında kullanılması
AYŞEMİN TOP
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- Düşük sıcaklıklarda bor nitrür nanotüp sentezi
Synthesis of boron nitride nanotube at low temperatures
KEMAL ARSLAN
Doktora
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA MİRATİ MURATHAN
PROF. DR. AYŞE MURATHAN
- H-BN nanostructures; synthesis and applications
H-BN nanoyapılar; sentez ve uygulamaları
DENİZ KÖKEN
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FEVZİ ÇAKMAK CEBECİ
- Yakıt pillerinde kullanım amaçlı asit fonksiyonlu polimer/bor nitrür kompozit membranların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron nitride based anhydrous proton conductive polymer membranes
MEHMET ŞİRİN TUTGUN
- Tıbbi uygulamalar için bor içeren ftalosiyaninler
Boron substituted phthalocyanines for medicinal applications
BAHAR BİRSÖZ