Synthesis of bismuth-tin core-shell particles and their use in photocatalytic and X-ray shielding applications
Bizmut-kalay çekirdek-kabuk yapılı parçacıkların sentezi ve fotokatalitik ile X-ışını koruma uygulamalarındaki kullanımları
- Tez No: 832288
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİMGE ÇINAR AYGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 205
Özet
Sıvı metal çekirdek-kabuk yapıları, çekirdek ve kabuklarının farklı bileşiminden türetilen özelliklerin benzersiz kombinasyonları nedeniyle çeşitli teknolojik zorlukların üstesinden gelmek için çok işlevli özelliklere sahip gelişmiş malzemelerin geliştirilmesine artan bir ilgi çekmektedir. Oda sıcaklığında sıvı halde bulunmalarından dolayı, Galyum (Ga) tabanlı sıvı metal sistemleri yoğun bir şekilde araştırılmıştır. Daha yüksek erime noktalarına sahip malzemeler için, aşırı soğutma seviyesini artırmak için çeşitli stratejiler geliştirilmiştir, bu da oda sıcaklığında parçacıkların sıvı formda üretilebilmesini mümkün hale getirmiştir. Yüksek erime sıcaklığına sahip ilginç bir sistem, 139 °C erime noktasına sahip bir ötektik yapı oluşturan bismut-kalay (BiSn) alaşımdır. Bununla birlikte, Ga tabanlı sıvı metal alaşımlarına kıyasla, BiSn sıvı metal alaşımlarına odaklanan sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu tezde, damlacık emülsiyon tekniğinin alaşım kompozisyonu ve işlem parametrelerinin soğutulmuş BiSn çekirdek-kabuk parçacıkların sentezi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Parçacıkların çekirdek-kabuk yapısı üç farklı çalışmada kullanılmıştır. İlk çalışmada, parçacıkların türüne ve sıvı ortamın içeriğine göre zeta potansiyel değerleri ölçülmüş ve sonuçlar parçacıkların sıvı ortamlarda dağılabilirliği ve yüzey kimyası hakkında bir içgörü sunmuştur. İkinci çalışmada, BiSn sıvı metal parçacıkların çekirdek kabuk yapısı, oksit kabuğunun iyi dağılım karakteristiklerini ve sıvı metal çekirdeğinin esnekliğini bir araya getirmek için kullanılmıştır. BiSn alaşımının X-ışını koruma yeteneği ile birlikte, BiSn sıvı metal parçacıklar, termoplastik poliüretan matrisine entegre edilerek esnek, hafif X-ışını koruma kompozit filmler oluşturulmuştur. Ayrıca, bu kompozitlerin antimikrobiyal özellikler sergilediği bulunmuştur. Son olarak, BiSn çekirdek-kabuk parçacıkların fotokatalitik organik boya parçalanmasında kullanılma potansiyeli araştırılmıştır. Bant aralığı değerleri parçacık türüne ve uygulanan ısıl işleme göre değiştiği bulunmuştur. Genellikle parçacıklar düşük bant aralığı değerleri (
Özet (Çeviri)
Liquid metal core-shell structures have been attracting growing interest in developing advanced materials with multifunctional properties to address various technological challenges due to their unique combination of properties derived from the distinct composition of their core and shell. Owing to being in liquid state at room temperature, Gallium (Ga) based liquid metal systems have been extensively investigated. For materials characterized by higher melting points, diverse strategies have been devised to elevate the level of undercooling, facilitating the production of undercooled particles. One such intriguing system is the bismuth-tin (BiSn) alloy, which forms a eutectic structure with a melting point of 139 °C. However, compared to the Ga-based liquid metal alloys, there is a limited number of study focused BiSn liquid metal alloys. In this thesis, influence of alloy composition and process parameters of the droplet emulsion technique on the synthesis of undercooled BiSn core-shell particles were studied. The core-shell structure of the particles was utilized in three different studies. In the first study, zeta potential values of particles with respect to the particle type and the content of liquid media were measured and the results gave an insight about the dispersibility of particles in liquid media as well as its surface chemistry. In the second study, core-shell structure of BiSn liquid metal particles were used to bring the good dispersion characteristics of oxide shell and the flexibility of liquid metal core. Together with the X-Ray shielding capability of the BiSn alloy, BiSn liquid metal particles were integrated into thermoplastic polyurethane matrix to form flexible, lightweight X-Ray shielding composite films. It was also found that these composites exhibited antimicrobial properties. Lastly, the potential of BiSn core-shell particles to be used in photocatalytic organic dye degradation was investigated. The band gap values were found to be altered according to the particle type and the applied heat treatment. Even though particles generally exhibited low band gap values (< 3.6 eV), their dye degradation capability was not remarkable.
Benzer Tezler
- Investigation of photothermal properties of bismuth-tin core-shell particles derived from liquid metals
Sıvı metallerden elde edilen bizmut-kalay çekirdekkabuk parçacıklarının fototermal özelliklerinin incelenmesi
DOĞU ŞEYDA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİMGE ÇINAR AYGÜN
- Murgul cevherlerinden nadir metallerin kazanılması
Recovery of race metals from. Murgul areas
SERDAR TÜFEKÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher-Kömür Hazırlama ve Değerlendirme Ana Bilim Dalı
DR. VECİHİ GÜRHAN
- 5-metoksi-2-merkaptobenzimidazol'ün bizmut (III) halojenürler (BiX3, X:Cl,Br ve I) ile oluşturabileceği yeni bileşiklerin sentezi, kimyasal yapılarının aydınlatılması ve lipoksigenaz (LOX) enzimi üzerinde inhibisyon etkilerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of new bismuth (III) halide (Cl, Br, I) complexes with 5-methoxy-2-mercaptobenzimidazole and the correlation of the enzyme lipoxygenase (LOX) inhibitory activity of complexes
EMİNE TUĞÇE ŞİRİNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
KimyaNamık Kemal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. İBRAHİM İSMET ÖZTÜRK
- Temel prensı̇pler yöntemı̇ kullanarak ı̇kı̇ boyutlu yüzeyler üzerı̇nde nanokümelerı̇n büyütülmesı̇
Growth of nanocluster on two dimensional surface by using first principles methods
YELDA KADIOĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OLCAY ÜZENGİ AKTÜRK
- Synthesis and characterization of multicomponent nanomaterials
Çok bileşenli nanomalzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
BILAL IBRAHIM DAN-IYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Biyomühendislikİstanbul ÜniversitesiBiyo ve Nano Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLİN SELDA POZAN SOYLU