Oksijen ve flor katkılı yeşil floresans yayan grafitik karbon nitrür kuantum noktalarının sentez ve karakterızasyonu: Sensör ve fotokatalitik uygulamaları
Synthesis and characterization of oxygen and fluorine co-doped green fluorescence graphitic carbon nitride quantum dots: Sensor and photocatalytic applications
- Tez No: 761211
- Danışmanlar: PROF. DR. YAVUZ ONGANER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: OF-g-CNQD'lar, Hg2+, ClO, Cys, GSH, RhB, TiO2 NT'ler, TiO2 NT/OF-g-CNQD (%4), Persülfat (PS) anyonları, OF-g-CNQDs, Hg2+, ClO, Cys, GSH, RhB, TiO2 NTs, TiO2 NT/OF-g-CNQD (4%), Persulfate (PS) anions
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Amaç: Bu çalışma, sensör ve fotokatalitik uygulamalar için oksijen ve flor katkılı yeşil floresan grafit karbon nitrür kuantum noktalarının (OF-g-CNQD'ler) düşük sıcaklıkta katı fazlı piroliz yöntemiyle sentezini ve karakterizasyonunu amaçlamaktadır. Yöntem: Bu çalışmada, ilk olarak, sensör uygulamaları için, oksijen ve flor katkılı yeşil floresans yayan grafitik karbon nitrür kuantum noktaları (OF-g-CNQD'lar), başlangıç öncüler olarak doğal Limon tuzu (sitrik asit), üre ve amonyum florürden tek aşamalı katı fazlı piroliz yöntemiyle sentezlendi. İkinci olarak, TiO2 nanotüpler ve TiO2 NT/OF-g-CNQD nanokompozitleri, düşük sıcaklıklarda basit bir hidrotermal yöntemle hazırlandı. Sentezlenen malzemelerin karakterizasyonu UV-Gör. absorpsiyon, FTIR, XRD, XPS, TEM, SEM, EDX, NMR ve fotolüminesans spektroskopi teknikleri kullanılarak gerçekleştirildi. Son olarak, nanokompozitin fotokatalitik uygulamaları, persülfat (PS) anyonları ve görünür ışık radyasyonu kaynağı olarak 50 W'lık bir LED lamba kullanılarak araştırıldı. Bulgular: OF-g-CNQD'lar, mükemmel fotostabilite ve suda çözünürlük özellikleri ile etanol ve su ortamında sırasıyla %92,5 ve %52,2'lik yüksek floresans kuantum verimi sergiledi. OF-g-CNQD'ler, sırasıyla 4.62 ve 6.52 nm LOD ile Hg2+ ve ClO- iyonlarının tespitinde verimli bir floresan“kapatma”kemosensing platformu olarak kullanılabilir. Ardından, OF-g-CNQDs@Hg sistemi, sırasıyla 45 ve 110 nM'lik düşük bir LOD ile Cys ve GSH'nin eşzamanlı tespiti için bir biyoalgılayıcı floresan probu olarak kullanıldı. Sentezlenen fotokatalizör arasında, TiO2 NT/OF-g-CNQD'ler (%4), 2 mM PS anyonlarının varlığında RhB'nin (%99.2) en büyük fotokatalitik bozunma verimini sergiledi. Sonuçlar: Sentezlenen OF-g-CNQD'ların, su ve insan serumunda metal iyonlarının, anyonların, amino asitlerin ve/veya biyolojik moleküllerin tespiti için umut verici bir floresans prob olduğu bulundu. Ek olarak, sentezlenen OF-g-CNQD'lar, fotoindüklenmiş yük taşıyıcıları ve çoklu fotonların (görünür ışık) absorpsiyon özellikleri aracılığıyla, TiO2 NT'lerin fotokatalitik aktivitesini artırabileceği görüldü.
Özet (Çeviri)
Purpose: This study aims at the synthesis and characterization of oxygen and fluorine-doped green fluorescent graphitic carbon nitride quantum dots (OF-g-CNQDs) through a low-temperature solid-phase pyrolysis method for sensor and photocatalytic applications. Method: In this study, First, for sensor applications, oxygen and fluorine-doped green fluorescent graphitic carbon nitride quantum dots (OF-g-CNQDs) were synthesized by the one-step solid-phase pyrolysis method from natural lemon salt (citric acid), urea, and ammonium fluoride as the starting precursors. Second, TiO2 Nanotubes and TiO2 NT/OF-g-CNQDs nanocomposites were prepared by a simple hydrothermal method at low temperatures. The characterization of the as-synthesized materials was investigated using UV-Vis absorption, FTIR, XRD, XPS, TEM, SEM, EDX, NMR, and photoluminescence spectroscopy techniques. Finally, the photocatalytic applications of the nanocomposite were investigated using 2mM persulphate (PS) anions, and a 50 W LED lamp as a source of visible light radiation. Findings: The synthesized OF-g-CNQDs exhibited high fluorescence quantum yields of 92.5% and 52.2% in ethanol and water media, respectively. The OF-g-CNQDs can be served as an efficient fluorescent“turn-off”chemosensing platform in the detection of Hg2+ and ClO- ions with LOD of 4.62 and 6.52 nm, respectively. Subsequently, the OF-g-CNQDs@Hg system was used as a biosensing fluorescence probe to simultaneously detect Cys and GSH with a low LOD of 45 and 110 nM, respectively. Among the as-synthesized photocatalyst, TiO2 NT/OF-g-CNQDs (4%) exhibited the greatest photocatalytic degradation efficiency of RhB (99.2%) in the presence of 2 mM PS anions. Results: The synthesized OF-g-CNQDs were found to be a promising fluorescent probe for the detection of metal ions, anions, amino acids, and/or biological molecules in water and human serum. In addition, synthesized OF-g-CNQDs can enhance the photocatalytic activity of TiO2 NTs through their photoinduced charge carriers and multi-photons (visible light) absorption properties.
Benzer Tezler
- In-situ doped FZO films by ALD for TCO applications
TCO uygulamarı için ALD tarafından yerinde katkılanmış FZO filmler
MERYEM TUNÇKANAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHSİNE BİLGE İMER
PROF. DR. ALPAN BEK
- Perovskite güneş hücreleri için metal oksit alttaşların üretimi ve tasarımı
Fabrication and design of metal oxide substrates for perovskite solar cells
FURKAN EMRULLAH AŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriNecmettin Erbakan ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. SEÇKİN AKIN
- Molibden katkılı bivo4 katalizörlerinin geliştirilmesi,karakterizasyonu ve fotokatalitik etkinliklerinin incelenmesi
Development and characterization of molibden metal doped bivo4 catalysts and investition of their photocatalytic activities
TUĞBA YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Catalysis with engineered Prussian blue analogues under external bias, light, and magnetic field
Potansiyel, ışık ve manyetik alan altında tasarlanmış Prusya mavisi analogları ile kataliz
RAMADAN CHALIL OGLOU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Enerjiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERDİ KARADAŞ
- Photoelectrocatalytic Water Splitting on Tungsten (VI) Oxide Films Prepared by Supercritical Deposition in a Cold-wall Reactor and by a Hydrothermal Technique
Soğuk-duvar Reaktöründe Süperkritik Deposizyon ve Hidrotermal Yöntemler ile Hazırlanan Tungsten (VI) Oksit Filmler Üzerinde Fotoelektrokatalitik Su Ayrışımı
GÖZDE TEKELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ERKEY
DR. ÖĞR. ÜYESİ SARP KAYA