Geri Dön

Synthesis and characterization of surface functionalized graphitic carbon nitrides and their liquid phase processing

Yüzey fonksiyonlu grafitik karbon nitrürlerin sentezi, karakterizasyonu ve sıvı fazda çalışılması

  1. Tez No: 761271
  2. Yazar: TUÇE FİDAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA KEMAL BAYAZIT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 115

Özet

Grafitik carbon nitrürün (g-C3N4) özellikleri, ısıtma hızı, başlangıç malzemesi, ısıl işlem sıcaklığı, zaman ve atmosfer ayarlanarak modifiye edilmetedir. Bu tezde başlangıç malzemesinin g-C3N4'ün yapısal, optic, kimyasal ve ısıl özelliklerine etkisi çalışılmıştır. g-C3N4 türevleri, üre, disiyandiamit, tiyosemikarbazit, semikarbazit hidroklorür ve tiyosemikarbazit hidroklorür başlangıç malzemeleri kullanılarak ısıl işlem method ile 600 °C'de 4 saat bekletilerek sentezlenmiştir. En geniş ışık absorpsiyon aralığı ve en düşük kristalit boyutu (3.599 nm) yapısında oksijen (O) bulunan semikarbazit hidroklorürden üretilen karbon nitrürde (S-C3N4) elde edilmiştir. X-ışını kırınımı (XRD) ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), oksijen etkisini doğrulamıştır ve X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), C-O bağ oluşumunu göstermiştir. Tiyosemikarbazid hidroklorürden türetilen karbon nitrür (TCl-C3N4) daha az sıkı paketlenmiş kristal oryantasyonu ile küçük kristalit boyutları (3.913 nm) sergilemiştir. S-C3N4 ve TCI-C3N4 verimi sırasıyla %0.7 ve %11,71 bulunmuştur. Üreden üretilen karbon nitrür (U-C3N4) ve disiyandiamidden üretilen karbon nitrür (D-C3N4), indirgeme ve silanizasyon reaksiyonları kullanılarak modifiye edilmiştir. g-C3N4, çözücü, yük oranı, pasif gaz saflığı ve işlevselleştirme yönteminin yüzey modifikasyonu üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. En yüksek modifikasyon miktarı (20 atom başına 1) tetrahidrofuran (THF), 7:1 (Na:C) oranı ve nitrojen ortamında U-C3N4 kullanılarak elde edilmiştir. XPS tarafından incelenen üçüncül nitrojen içeriği, fonksiyonel grup ilavesini doğrulamıştır. Ayrıca, alkil zincirlerinin kovalent bağlanması XPS ile gösterilmiştir. Yüksek saflıkta argon kullanımı, modifikasyon miktarını dört kat artırmıştır.

Özet (Çeviri)

The properties of graphitic carbon nitride (g-C3N4) can be tuned by heating rate, precursor type, thermal treatment temperature, time, and atmosphere. This thesis studied the effect of precursor type on the structural, optical, chemical, and thermal properties of the g-C3N4s. The g-C3N4 derivatives were prepared via a thermal treatment method at 600 °C for 4 hours using urea, dicyandiamide, thiosemicarbazide, semicarbazide hydrochloride, and thiosemicarbazide hydrochloride precursors. The highest light absorption range and lowest crystallite size (3.599 nm) were obtained from semicarbazide-based carbon nitride (S-C3N4) with oxygen (O) moieties in the structure. X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) confirmed the effect of O moieties on the framework of g-C3N4s, and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) revealed C-O bond formation. The thiosemicarbazide hydrochloride-derived carbon nitride (TCl-C3N4) exhibited small crystallite sizes (3.913 nm) with less tightly-packed crystal orientation. The yield of S-C3N4 and TCl-C3N4 were 0.7% and 11.71%, respectively. The urea-derived carbon nitride (U-C3N4) and dicyandiamide-derived carbon nitride (D-C3N4) were functionalized using reduction and silanization reactions. The effect of g-C3N4, solvent, charge ratio, inert gas purity, and functionalization method on surface modification was evaluated. The highest degree of functionalization (1 per 20 atoms) was obtained using U-C3N4 in tetrahydrofuran (THF), 7:1 (Na:C) ratio and nitrogen environment. Tertiary nitrogen content probed by XPS confirmed the functional group addition. Moreover, the covalent attachment of alkyl chains was shown by XPS. High-purity argon use increased the degree of functionalization by four times.

Benzer Tezler

  1. Synthesis of acrylic modified hexagonal boron nitride polymers by ATRP

    Akrilik fonksiyonlandırılmış hekzagonal bor nitrür polimerlerinin ATRP ile sentezlenmesi

    BÜŞRA AKIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI

  2. Synthesis and characterization of graphene oxide-based self-healable nanocomposite hydrogels

    Grafen oksit esaslı kendini onaran nanokompozit hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu

    EZGİ BERFİN ÇEPER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORHAN GÜNEY

  3. Ditiyonepirol tarzı iletken polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve bu polimerlerin biyosensör uygulamaları

    The synthesi̇s and characteri̇zati̇on of dithionepyrrole style conducti̇ve polymers and bi̇osensor appli̇cati̇ons of these polymers

    HACER AZAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    KimyaKaramanoğlu Mehmetbey Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN BEKİR YILDIZ

  4. Elektro döndürme yöntemi ile elde edilen karbon nanolif ve karbon nanotüplerin karakterizasyonu ve işlevselleştirilmesi

    Characterisation and functionalization of electrospun carbon nanofibers and carbon nanotubes

    MERVE YILMAZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. FİLİZ ALTAY

  5. Electrochemical and scanning probe microscopic studies on modified carbon fiber surfaces

    Modifiye edilmiş karbon fiber yüzeylerinde elektrokimyasal ve taramalı prop mikroskopik çalışmalar

    CAN METEHAN TURHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ