Geri Dön

Ultrasound-assisted exfoliation of graphene from graphite and its applications in polyurethane nanocomposites

Ultrason yardımıyla grafitten grafen eksfoliasyonu ve poliüretan nanokompozit olarak uygulamaları

PDF İndir

  1. Tez No: 837518
  2. Yazar: EREN KURŞUN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞÖLEN KINAYYİĞİT GARANLI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Nanoteknoloji Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 65

Özet

Grafen yeni keşfedilmiş, elektronik, tekstil, otomotiv ve inşaat gibi pek çok alanda kullanım bulan iki boyutlu bir malzemedir. Hammadde bolluğu, yüksek ısıl ve elektrik iletkenliğine ve çok iyi mekanik dayanım özelliklerine sahip olması sebebiyle tüketiminin ilerleyen yıllarda artması bekleniyor. Grafen elde etmenin birden çok yolu var, bu yollardan her birinin avantajları ve dezavantajları mevcut, bu metotlara örnek olarak kimyasal buhar biriktirme (KBB), mekanik eksfoliasyon ve grafen oksitin indirgenmesi verilebilir. KBB aracılığıyla neredeyse kusursuz grafen elde edilebilmekte fakat enerji sarfiyatı yüksek, grafen oksitin indirgenmesi aracılığıyla elde edilen grafen nispeten düşük kalitede elde edilebiliyor fakat hızlı ve kolay olması sebebiyle hala yaygın olarak kullanılmakta. Mekanik eksfoliasyon yöntemlerinin minimal kusur oluşturduğu bilinmekte, aynı zamanda nanokompozit sentezi için bir nevi 'one-pot' imkânı sunması açısından pratik bir metot olarak tanımlanabilir, dezavantaj olarak ise zaman alıcılığı öne çıkmakta. Bu çalışmada grafitin grafene mekanik eksfoliasyonu farklı solventler içerisinde prob sonikasyonu aracılığıyla başarılmıştır. Eksfoliasyon verimine etkisi olacak farklı parametreler belirlenmiştir, bu parametreler; solvent-grafit oranı, sonikasyon gücü, sonikasyon süresi, santrifüj hızı, santrifüj zamanı ve solvent tipi olmak üzere altı tanedir. Bu 6 değerin grafen eksfoliasyon verimine etkisi atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) analizlerinden yardım alınarak yorumlanmıştır. Ayrıca, bu parametrelerin kontrolünün direkt etkisini görmek adına grafen-poliüretan nanokompozitleri sentezlenmiştir. Bu nanokompozitlerin açık hücre yüzdeleri, diferansiyel tarama kalorimetresi ve yırtılma dayanımları analizleri yapıldı. Ek olarak, grafen eksfoliasyonunun gerçekleşen polimerizasyon reaksiyonlarının profillerine ve serbest yükselme yoğunluklarına etkisi de gözlemlenmiş ve birbirleriyle kıyaslanmıştır. Özet olarak, bahsedilen altı parametrenin grafenin eksfoliasyon verimine etkileri detaylıca tartışılmış ve poliüretan-grafen nanokompozitlerinin çeşitli testlerinin sonuçlarıyla desteklenerek yorumlanmıştır.

Özet (Çeviri)

Graphene is a newly discovered two-dimensional material which finds applications in many fields such as electronics, textiles, automative, construction etc. Due to its precursor abundance, high thermal and electrical conductivity and excellent mechanical properties, its usage is expected to increase in the future. There are plenty of different routes to synthesize graphene, each having their advantages as well as disadvantages. Some of these methods are chemical vapor deposition (CVD), mechanical exfoliation and chemical synthesis via reduction of graphene oxide. CVD is a facile method, producing fast and defect-free results but at the same time it is an energy consuming method. On the other hand, mechanical exfoliation causes minimal defects and is a suitable way to make graphene nanocomposites due to the availability of conjoining graphene and the precursor, that is, after the synthesis of the graphene, the whole content of the vessel could be combined with the rest of the part which is needed to make a nanocomposite. In this work, mechanical exfoliation of graphite to graphene in various solvents via probe sonication is achieved. There are five process parameters for the exfoliation, which are; solvent to graphite ratio, sonication power, sonication time, centrifugation speed and the type of the solvent. Effects of these parameters on exfoliation efficiency were investigated using atoic force microscpy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) analyses. In addition to the investigation of the process parameters on the properties of the graphene produced, produced graphene was further used to synthesize polyurethane nanocomposites. Synthesized polyurethane-graphene nanocomposites were characterized by thermal and mechanical analyses such as differential scanning calorimetry, tear resistance analyses and calculations of open cell percentage. Also, the effect of graphene exfoliation on polymerisation reaction profiles and free-rise densities of polyurethane nanocomposites were noted and compared to one another. All in all, effects of aforementioned properties on exfoliation efficiency and their impact on the polymerization process is discussed in detail and the ultimate properties as polyurethane-graphene nanocomposites were commented on.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    885249

    Kurt üzümünden (Lycium barbarum L.) karotenoid ve fenolik bileşenlerin ultrason destekli yöntem ile ekstraksiyonu ve ekstraksiyon parametrelerinin optimizasyonu

    Ultrasound assisted extraction of carotenoid and phenolic compounds from goji berry (Lycium barbarum L.) and optimization of extraction parameters

    SEMİHA DİLARA WATMON

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gıda MühendisliğiTrakya Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EMEL YILMAZ

  2. Tez No

    920116

    Ultrasonik ekstraksiyon ile Nigella sativa'dan timokinonca zengin ekstre eldesi ve mikroakışkan platformda enkapsülasyonu

    Ultrasound-assisted extraction of thymoquinone-rich extract from Nigella sativa and encapsulation through a microfluidic platform

    BEYZA AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyomühendislikBursa Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLIHAN KAZAN

  3. Tez No

    637736

    Remazol turuncu RGB ve indosol siyah NH-1200 boyar maddelerinin kefir biyokütlesi ile sonikasyon destekli biyosorpsiyonu

    Ultrasound assisted biosorption of remazol orange RGB and indosol black NF-1200 dyes by kefir biomass

    HATİCE MUTLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK KILIÇ APAR

  4. Tez No

    167195

    Ultrasound assisted extraction of lipids and antioxidants from wheat germ

    Buğday rüşeyminden lipid ve antioksidanların ultrason destekli özütlenmesi

    MEHMET MELİKOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SUZAN KINCAL

  5. Tez No

    333182

    Ultrasound assisted synthesis of micro and nano crystals

    Ses üstü sayesinde mikro ve nanokristal sentezi

    CANSU YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    KimyaKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR BİRER

Geri Dön