Geri Dön

Synthesis of poly(vinylpyrrolidone) (PVP) grafted silica as matrix for generation of palladium nanoparticles and investigation of effect of graft lengths on catalytic activity

Paladyum nanoparçacıkların üretimi için matris olarak poli(vinilpirolidon) (PVP) aşılanmış silika sentezi ve aşı uzunluklarının katalitik aktiviteye etkisinin araştırılması

  1. Tez No: 595975
  2. Yazar: TANSU ÇAYLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT BARSBAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 99

Özet

Bu tez çalışmanın amacı, silika yüzeyine bağlı stabilize edici polimer fırçaların zincir uzunluğunun, metalik paladyum nanopartiküllerinin (NP'ler) oluşumu ve katalitik aktivitesi üzerindeki etkisini araştırmaktır. Çok ince bir kabuk oluşturan poli(vinil pirolidon) (PVP) fırçalar, silika mikropartiküllerinden Tersinir Eklenme Parçalanma Zincir Transferi (RAFT) aracılı aşı polimerizasyonu yöntemiyle aşılanmış (Si@PVP), böylece PVP aşıların moleküler ağırlıkları ve yapıları kontrol edilmiştir. PVP stabilize edici matris içinde paladyum Pd(Ⅱ) iyonlarının gamma radyolizi ile metalik Pd(0)'a indirgenmesi sayesinde, Pd nanoparçacıkları ile dekore edilmiş çekirdek-kabuk formunda parçacıklar (Si@PVP-PdNP) elde edilmiştir. Büyüklükçe Ayırma Kromotografisi (BAK) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) sonuçları silika üzerinde farklı molekül ağırlıklarına sahip PVP fırçalarının oluştuğuna yönelik sonuçlar vermiştir. Dinamik Işık Saçılımı (DLS) ve Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM) ölçümleri, artan PVP aşı uzunluklarının, Pd nanoparçacılarının büyümesini sterik olarak engelleyerek daha fazla sayıda küçük Pd nanoparçacıklarının oluşumuna sebep olduğunu görtermiştir. Farklı PVP uzunluklarına ve Pd nanoparçacık boyutlarına sahip olan Si@PVP-PdNP örnekleri, model olarak seçilen 4-nitrofenol'ün 4-aminofenol'e indirgenme reaksiyonunda katalitik aktiviteleri ve yeniden kullanılabilirlikleri açısından değerlendirilmiştir. Yüksek mol kütleli polimer zincirlerinin aşılandığı yapılarda daha küçük nanoparçacıklar oluşsa da, uzun aşı zincirlerinin bu nanoparçacıkların çözeltiye sızmalarını sterik olarak önlemede daha etkili oldukları, ancak yine de reaktiflerin difüzyonuna izin vermeleri sayesinde tekrarlanan ölçüm döngülerinde daha kararlı aktivite sağladıkları görülmüştür. Öte yandan, kısa aşı zincirlerinin nanoparçacıkların aglomerasyonunu ve sızıntısını önlemede yeterince etkili olmadıkları ortaya konmuştur. Bu bulgular, yüzeye bağlı polimerik stabilizatörlerin, özellikle heterojen katalizör sistemlerinde kullanımlarında, nanoparçacık oluşumu ve katalitik aktivite üzerinde etkilerini göstermeleri bakımından önemlidir.

Özet (Çeviri)

The rationale of M.S thesis work is to investigate the effect of chain length of the stabilizing polymer brushes attached to silica surface on the formation of metallic palladium nanoparticles (NPs) and their catalytic activity. Poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) brushes forming a very thin shell was grafted from silica microparticles (Si@PVP) via RAFT mediated graft polymerization method thus controlling the molecular weights and structures of PVP grafts. Palladium (Pd) nanoparticles were formed in PVP stabilizing matrix by gamma radiolysis of Pd(Ⅱ) ions to yield Pd(0) decorated core-shell particles (Si@PVP-PdNP). Size Exclusion Chromatography (SEC) and Thermogravimetric Analysis (TGA) results indicated the formation of PVP brushes with different molecular weights on silica. Dynamic Light Scattering (DLS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) measurements revealed that increased molecular weight of PVP brushes sterically blocked the particle growth and yielded more small Pd nanoparticles rather than fewer large ones. Si@PVP-PdNP having different PVP lengths and Pd sizes were evaluated for their catalytic activity and reusability in the model reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol. It has been found that longer grafts are more effective in preventing NPs from leaking into the solution through the PVP shell, even if nanoparticles (NPs) are smaller in their presence, yet they allow the diffusion of reactants, resulting in more stable catalytic activity in repeated measurement cycles. On the other hand, short grafts are not sufficiently effective in preventing NP agglomeration and leakage. These findings are particularly important for heterogeneous catalyst systems in that they show the effects of surface-bound polymeric stabilizers on NP formation and catalytic activity.

Benzer Tezler

  1. Gümüş nanoparçacıklarla ve oksitetrasiklinle modifiye edilmiş süper emici antibakteriyel hidrojellerin sentezi

    Synthesis of superabsorbent antibacterial hydrogels modified with silver nanoparticles and oxytetracycline

    MEHRDAD NIKANFARD

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BARSBAY

  2. Production of TiO2-poly (alkylenedioxythiophene) nanostructures for dssc application

    Boya uyarımlı güneş pili uygulamarı için TiO2poli (alkilendioksitiyofen) nano yapılarının üretimi

    TİMUÇİN BALKAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ

  3. Synthesis and characterization of chitosan/poly (vinylalcohol) /poly(vinylpyrrolidone) hydrogels for biomedical application

    Biyomedikal uygulamalar için kitosan/polivinilalkol/polivinilproliden hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu

    BATOOL GHANIM NAJI AL-MAFRACHI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyomühendislikOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER ANDAÇ

  4. Synthesis of silver nanowires through polyol process

    Gümüş nanotellerin polyol yöntemi ile sentezi

    ŞAHİN COŞKUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN

  5. Deducing the role of functionalizing macromolecules in the nucleation of colloidal nanoparticles

    Fonksiyonelleştirici makromoleküllerin koloide nanoparçacık oluşumundaki rolünün aydınlatılması

    ECE ALPASLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı Üniversitesi

    DOÇ. DR. CLEVA WAN OW YANG