Yüzeyi fonksiyonelleştirilmiş hibrit metal oksit nanoyapıların geliştirilmesi
Development of surface-functionalized hybrid metal oxide nanostructures
- Tez No: 806677
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELCAN KARAKUŞ, PROF. DR. AYBEN KİLİSLİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fiziksel Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Seryum oksit (CeO2) esaslı hibrit nanoyapılar, biyoteknolojide ilaç salım ve terapötik etki ile çevresel uygulamalarda fotokatalitik etki gibi farklı alanlarda çok fonksiyonlu nanomalzeme olarak ilgi görmektedir. Bu çalışmada, kimyasal çöktürme, termal ayrışma ve sonokimya-destekli yeşil yöntem kullanılarak sırasıyla kitosan (Cs), demir oksit (Fe3O4) ve bakır oksit (CuO) katkılı CeO2 hibrit nanoyapılarının sentezi üç farklı bölümde incelendi. Numunelerin tanecik boyutları, yüzey morfolojileri, kimyasal ve kristal yapıları SEM, TEM, FTIR ve XRD analizleri ile aydınlatıldı. Birinci bölümde ilaç salım kinetiği, ikinci bölümde singlet oksijen üretim kinetiği ve üçüncü bölümde fotokatalitik bozunma kinetiği UV-Vis spektrofotometresi kullanılarak incelendi. İlk bölümde CeO2 ve Cs katkılı CeO2'nin (CeO2/Cs) metotreksat (MTX) salımı üzerindeki etkisi araştırıldı. CeO2/Cs'nin CeO2'ye göre aynı sürede 5.3 kat fazla salım gerçekleştiği gözlemlendi. CeO2/Cs için farklı kinetik modellere uygulanan MTX salım sonuçları, Higuchi ve Bhaskar kinetik modellerine uyum sağladı. Böylece, MTX salımında CeO2/Cs'nin uygun bir inorganik nanotaşıyıcı olarak önerilebileceği sonucuna varıldı. İkinci kısımda, seryum oleat (Ce(Ole)3) ve demir oleat (Fe(Ole)3) başlatıcılarından farklı sıcaklıklarda termal ayrışma yöntemiyle oleik asit (OA) ile kaplı CeO2/OA ve Fe3O4/OA sentezlendi. Uygun sentez sıcaklığı belirlendikten sonra, 2:1, 5:1 ve 9:1 oranlarında Ce(Ole)3:Fe(Ole)3 kullanılarak, CeO2-Fe3O4 hibrit nanoyapılar (CF/OA-9, CF/OA-2 ve CF/OA-5) sentezlendi. Optimizasyonlar sonucunda istenilen yapıda elde edilen CF/OA-9'un 4.7 emu/g değerinde süperparamanyetik özellik gösterdiği ve oldukça kısa sürede singlet oksijen üretimini arttırdığı belirlendi. Son bölümde, CuO/ME ve CuO-CeO2 hibrit nanoyapıları (CC/ME), sonokimya-destekli yeşil yöntem ile maca ekstraktı (ME) kullanılarak sentezlendi ve bunların eosin Y (EY) üzerindeki fotokatalitik etkileri görünür ışıkta incelendi. CC/ME, sulu ortamda EY'nin %89 değerinde bozunmasını sağladı. EY'nin fotobozunması, konsantrasyon artışıyla doğrusal olarak azaldı ve artan pH ile hafifçe yükseldi. CC/ME tekrar kullanılabilirlik testleri sonucunda en az üç kez verimli bir şekilde kullanılabileceği gözlemlendi. CuO'nun CeO2'ye eklenmesi, sulu ortamda EY'yi bozarak çevresel uygulamalar için uygun bir fotokatalizör olduğu kanıtlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Hybrid nanomaterials based on cerium oxide (CeO2) are of great interest as multifunctional nanomaterials in various fields such as drug delivery and therapeutic effects in biotechnology, as well as photocatalytic effects in environmental applications. In this study, the synthesis of chitosan (Cs), iron oxide (Fe3O4), and copper oxide (CuO) additives on CeO2 hybrid nanomaterials was investigated in three different sections using chemical precipitation, thermal decomposition, and sonochemical-assisted green methods, respectively. The particle sizes, surface morphologies, chemical and crystal structures of the samples were clarified using SEM, TEM, FTIR, and XRD analysis. Drug release kinetics in the first part, singlet oxygen production kinetics in the second part and photocatalytic degradation kinetics in the third part were examined using UV-Vis spectrophotometer. In the first section, the effect of CeO2 and Cs-doped CeO2 (CeO2/Cs) on the release kinetics of methotrexate (MTX) was investigated. It was observed that CeO2/Cs had 5.3 times more release than CeO2 in the same period. MTX release results applied to different kinetic models for CeO2/Cs fitted Higuchi and Bhaskar kinetic models. Therefore, CeO2/Cs could be recommended as a suitable inorganic nanocarrier for MTX release. In the second section, CeO2/OA and Fe3O4/OA coated with oleic acid (OA) were synthesized by the thermal decomposition method at different temperatures using cerium oleate (Ce(Ole)3) and iron oleate (Fe(Ole)3) initiators. After determining the synthesis temperature, CeO2-Fe3O4 hybrid nanomaterials (CF/OA-9, CF/OA-2, and CF/OA-5) were synthesized using Ce(Ole)3:Fe(Ole)3 ratios of 2:1, 5:1, and 9:1, respectively. As a result of optimizations, CF/OA-9, which exhibited the desired structure, exhibited superparamagnetic properties with a value of 4.7 emu/g and increased singlet oxygen production in a very short time. In the final section, CuO/ME and CuO-CeO2 hybrid nanomaterials (CC/ME) were synthesized using the sonochemical-assisted green method with maca extract (ME), and their photocatalytic effects on eosin Y (EY) were examined under visible light. CC/ME achieved a degradation rate of 89% for EY in an aqueous medium. The photodegradation of EY decreased linearly with increasing concentration and slightly increased with increasing pH. CC/ME was observed to be efficiently reusable for at least three cycles in the reusability test. The addition of CuO to CeO2 has been proven to be a suitable photocatalyst for environmental applications, degrading EY in the aqueous medium.
Benzer Tezler
- Yeni bir hibrit manyetik grafen oksit ile çeşitli gıda örneklerindeki vanadyum(V)in zeta potansiyel tekniği ile tayini
The determination of a new hybrid magnetic graphen oxideand vanadium (V) in various food samples with zetapotential technique
SİBEL ÖZSOY
- Functionalization of glass fiber woven fabrics by ito coatings and characterization of their electromagnetic properties
Cam elyaf dokuma kumaşların ıto kaplamaları ile işlevselleştirilmesi ve elektromanyetik özelliklerinin karakterizasyonu
MERVE ÖZDİL DARICIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Fabrication and characterization of nickel oxide functionalized graphene oxide-polyacrylamide nanocomposites
Nikel oksit ile fonksiyonelleşmiş grafen oksit-poliakrilamid nanokompozitin üretimi ve karakteristik özelliklerinin incelenmesi
CUMHUR YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Synthesis of single-walled carbon nanotube/magnetic iron oxidenanocomposites
Tek duvarlı karbon nanotüp/manyetik demir oksit nano kompozitlerinin sentezi
SERDAR BOZOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Altın nanopartiküller ile dekore edilmiş metal organik çerçeve/lipit hibrit yapılarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of metal-organic framework/lipid hybrid structure decorated with gold nanoparticles
BÜŞRA TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇE DİCLE KALAYCIOĞLU