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
- Tez No: 595975
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT BARSBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- 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
- 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
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BARSBAY
- Production of TiO2-poly (alkylenedioxythiophene) nanostructures for dssc application
Boya uyarımlı güneş pili uygulamarı için TiO2poli (alkilendioksitiyofen) nano yapılarının üretimi
TİMUÇİN BALKAN
Doktora
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ
- 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
2023
BiyomühendislikOndokuz Mayıs ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER ANDAÇ
- Synthesis of silver nanowires through polyol process
Gümüş nanotellerin polyol yöntemi ile sentezi
ŞAHİN COŞKUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Deducing the role of functionalizing macromolecules in the nucleation of colloidal nanoparticles
Fonksiyonelleştirici makromoleküllerin koloide nanoparçacık oluşumundaki rolünün aydınlatılması
ECE ALPASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiDOÇ. DR. CLEVA WAN OW YANG