Development of graphene oxide based functional materials
Grafen oksit içerikli fonksiyonel malzemelerin geliştirilmesi
- Tez No: 836418
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HARUN KOKU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Çevre Mühendisliği, Chemistry, Chemical Engineering, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Özellikle son on yılda grafen oksit, iki boyutlu ve üç boyutlu gözenekli yapılar elde etmede kullanılan bir malzeme olarak büyük ilgi görmüştür. Grafen oksitin yapısındaki fonksiyonel gruplar değişikliklere ve işlevselleştirmelere olanak sağlayarak bu gibi yapıların elde edilmesinde öne çıkmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak grafen oksit sentezlendi ve ilgili uygulamalarda kullanılmak üzere hem hidrotermal hem de kimyasal yöntemler kullanılarak indirgenmiştir. İkinci olarak, yalnızca grafen oksitten oluşan aerojellerin ve dopaminli kompozit aerojellerin su ıslahı için emici malzemeler olarak davranışları incelenmiştir. Aerojellerin organik çözücü ve yağ emme kapasitelerinde 400 mg/mg'a varan iyileşmeler sağlanmıştır. Tekrarlanan absorpsiyon-desorpsiyon çalışmaları sonrasında yaklaşık %80 emme verimi gözlemlenmiştir. Üçüncü olarak, metanın metanole katalitik dönüşümünde grafen oksit ve zeolit bazlı aerojellerin performansı değerlendirilmiştir. Bu amaçla kompozit aerojellerin kullanımının, yalnızca zeolit kullanmaktan daha karmaşık ve daha az verimli olduğu bulunmuştur. Dördüncü olarak, indirgenmiş grafen oksitler ve bunların 1T-MoS2 ile karışımları olası elektrot malzemeleri olarak incelenmiştir. Askorbik asitle indirgenmiş grafen oksit ve bunun rGO-MoS2 ile karışımları kullanılarak yalnızca indirgenmiş grafen oksitten oluşan elektrotların spesifikviii kapasitansında yaklaşık %50 artış elde edilmiştir. Beşinci olarak, rGO-MoS2 aerojellerine dayalı nanokompozit elektrotlar üretmek için pratik bir yöntem sunulmuştur. Nanokompozit oluşumunun ardından elektrotların döngüsel ömründe %67'den %81'e artış elde edilmiştir. rGO-MoS2 nanokompozit elektrotlarının spesifik kapasitansının, rGO@nikel elektrottan yaklaşık %60 daha yüksek olduğu bulunmuştur. Son olarak, GO bazlı bir yüzey aktif madde olan GO-DODA kullanılarak nefes figürü yöntemiyle düzenli gözeneklere sahip polisülfon filmler elde edilmiştir. Bağıl nemin, solvent tipinin, nemli hava akış hızının, polimer ve GODODA konsantrasyonlarının gözenek oluşumu ve düzenliliği üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Dolayısıyla bu çalışmanın sonuçlarına göre grafen oksitin absorban, katalizör, elektrot malzemesi gibi fonksiyonel malzemelerin elde edilmesinde umut verici bir malzeme olduğu ileri sürülebilir.
Özet (Çeviri)
Especially within the last decade, graphene oxide has attracted tremendous attention as a material that can yield two dimensional and three dimensional structures. The functional groups present in the structure of graphene oxide enable modifications and functionalizations, which brings it forward in obtaining those structures. In this study, firstly graphene oxide was synthesized and reduced using both hydrothermal and chemical reductions for related applications. Secondly, the behavior of bare graphene oxide aerogels and composite aerogels with dopamine, as sorbent materials for water remediation, was examined. Remarkable improvements were made in absorption capacities for organic solvents and sunflower oil up to 400 mg/mg. Approximately 80 % absorption efficiency was observed after repetitive absorptiondesorption cycles. Thirdly, performance of graphene oxide and zeolite based aerogels in catalytic conversion of methane to methanol was evaluated. Use of composite aerogels for this purpose was found to be less effective and more complicated than using bare zeolites. Fourthly, reduced graphene oxides and their mixtures with 1T-MoS2 were examined as possible electrode materials. By using graphene oxide reduced by ascorbic acid and its mixtures with 1T-MoS2, approximately 50% increase was obtained in the specific capacitance of bare reducedvi graphene oxide electrodes. Fifthly, a practical method was presented to produce nanocomposite electrodes based on rGO-MoS2 aerogels. Following nanocomposite formation, an increase from 67% to 81% was obtained in the cyclic life of the electrodes. Specific capacitance of the rGO-MoS2 nanocomposite electrodes was found to be approximately 60% higher than that of bare rGO@nickel foam electrode. Lastly, polysulfon films with ordered pores were obtained via breath figure method using a GO based surfactant, GO-DODA. Effects of relative humidity, solvent type, humid air flow rate, polymer and GO-DODA concentrations on pore formation and regularity were investigated. Therefore, based on the results of this study, it can be suggested that graphene oxide is a promising material to obtain functional materials such as absorbants, catalysts, and electrode materials.
Benzer Tezler
- 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
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN GÜNEY
- Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide
Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler
İLKNUR BOZKAYA GERGİN
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Synthesis and characterization of graphene oxide with enhanced mechanical properties
Geliştirilmiş mekanik özelliklere sahip grafen oksit sentezi ve karakterizasyonu
ZINEB BENZAIT
Doktora
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Giyilebilir elektronikler için iletken iplik ve kumaş üretimi üzerine bir araştırma
A study on production of conductive yarn and fabric for wearable electronics
ÖZGÜ ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMET YILMAZ
- Graphene based hybrid matrial designed for the solid phase extraction (SPE) of the zinc (II) and cobalt (II) metal ions
Kobalt(II) ve çinko(II) metal iyonlarının kat faz ekstraksiyon için (SPE) dizayn edilmiş grafen esaslı hibrit materyal
BAN ABDULELAH MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
KimyaKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUHARREM KARABÖRK