Synthesis and characterization of Fe (iron), Co (cobalt), Ni (Nickel) containing metal organic frameworks (MOFs)
Fe (demir), Co (kobalt), Ni (nikel) içeren metal organik kafes yapıların (MOFs) sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 753741
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OKTAY DEMİRCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Son yıllarda, gözenekli malzemeler sınıfından olan metal organik kafes yapıları (Metal Organic Frameworks, MOFs) bir çok bilim insanının ve endüstrinin dikkatini çekmektedir. Metal organik kafes yapılar, metal kümeleri veya iyonları ile organik bağlayıcıların birleştirilmesi sonucu oluşur. Gözenekli yapılarına ek olarak, MOF yapılar yüksek yüzey alanlarına, yapısal çeşitliliğe, ayarlanabilir kimyasal işlevselliğe, yüksek ısıl kararlılığa ve kolay sentezlenebilirlik gibi özelliklere sahiptirler. MOF yapılar, gaz depolama (örneğin hidrojen, metan, asetilen ve karbon dioksit), katalizörler ve enerji uygulamaları (örneğin piller ve süper kapasitörler) gibi birçok uygulamada kullanılabilir. Bu çalışmada, hızlı, enerji verimli ve çevre dostu bir yöntem olması nedeniyle sonokimyasal sentez yöntemi kullanılmıştır. Daha ucuz başlangıç malzemeleri olan demir (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni) bazlı metal organik kafes yapılar sentezlemiş ve organik bağlayıcılar olarak fumarik asit ve tereftalik asit kullanılmıştır. Bu çalışmada sıcaklık, pH, konsantrasyon ve çözücünün MOF yapıları üzerindeki etkileri araştırıldı. Sentezlenen örneklerin karakterizasyonu için X-Işını Kırınım Analizi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu/Enerji Dağılımlı X-Işını Analizi (SEM/EDX) ve Kızılötesi (IR) spektroskopisi yöntemleri kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, Fe (demir) ve fumarik asit içeren MOF yapıların sentez koşulları, ilk kez 1 mmol başlangıç maddeleri kullanılarak, 75 ⁰C'de ve doğal pH'de 90 dakika sonikaston ile optimize edildi. Fe, Co, Ni içeren MOF yapılar, organik bağlayıcı olarak tereftalic asit ve çözücü olarak DMF kullanılarak ve 90 dakika sonikasyon ile ilk kez başarılı bir şekilde sentezlendi. Organik bağlayıcı çözeltilerinin pH'ı arttırılınca, MOF yapılar yerine demir oksit nanoparçacıklar, kobalt (II) hidroksit ve nikel (II) hidroksit elde edildi.
Özet (Çeviri)
In recent years, scientists and industries have been interested in metal organic frameworks (MOFs), a class of porous materials. Metal organic frameworks are formed by connecting metal clusters or ions with organic linkers. In addition to porous structures of MOFs, they have high surface areas, structural diversity, adjustable chemical functionality, high thermal stability, and easy synthesis. MOF can be used in many applications such as gas storage (e.g., hydrogen, methane, acetylene, and carbon dioxide), catalysts, and energy applications (e.g., batteries and supercapacitors). In this study, cheaper starting materials (metal salts of iron (Fe), cobalt (Co), and nickel (Ni)) based MOFs were synthesized via sonochemical synthesis method due to its fast, energy-efficient, and environment friendly method, and fumaric acid and terephthalic acid were used as organic linkers. The effects of temperature, pH, concentration, and solvent on MOF material were investigated. X-Ray Diffraction Analysis (XRD), Scanning Electron Microscope/Energy Dispersive X-Ray Analysis (SEM/EDX), and Infrared (IR) Spectroscopy, were used for characterization of synthesized compounds. In this thesis, the synthesis conditions for Fe (iron) with fumaric acid-based MOFs are optimized for the first time by using 1 mmol starting materials at 75 ⁰C and pH=natural (2.57) in 90 minutes sonication. Fe, Co, and Ni containing MOFs are synthesized for the first time by using terephthalic acid as organic linker and DMF as solvent, successfully by exploiting 90 minutes sonication. When pH of organic ligands solutions increased for faster deprotonation of organic ligands, iron oxide nanoparticles, cobalt (II) hydroxide and nickel (II) hydroxide were obtained instead of MOF structures.
Benzer Tezler
- Selüloz bazlı yeni bir iyon değiştirici reçinenin sentezi, karakterizasyonu ve sulu çözeltilerden ağır metallerin uzaklaştırılmasında kullanımının incelenmesi
Synthesis and characterization of a new cellulose based ion exchanger and use for the removal of heavy metals from aqueous solutions
SİBEL BABAOĞLU
- Farklı destek ve katalizör malzemeleri ile tek duvarlı karbon nanotüp sentezi
Synthesis of single walled carbon nanotubes with different substrats and catalysts
FATİH GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KARATEPE YAVUZ
- Tekstil atıksularındaki boyar maddelerin fotokatalitik oksidasyon ile giderimi için zno bazlı katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zno based catalysts for photocatalytic degradation of dyes in textile wastewater
BEYZA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK TÜTER
PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU
- N-deposited carbon supported FeNi alloys as electrocatalysts for oxygen evolution reaction
Oksijen evrimi reaksiyonu için N-katılımlı karbon destekli FeNi alaşım elektrokatalizörleri
AYLİN KINIK
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile yeni ve özel alaşımların üretimi ve geliştirilmesi
Investigation of new and noble alloys productions by self-propagating high-temperature synthesis method
MURAT ALKAN
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
