Geri Dön

Dikarboksilik asit organik bağlayıcılar içeren metal organik kafes yapıların sentezi ve gaz sensör özelliklerinin incelenmesi

Synthesis of metal organic framework structures containing dicarboxylic acid organic linkers and investigation of their gas sensor properties

  1. Tez No: 893127
  2. Yazar: GÜNSELİ GÜNEY
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SEMİH GÖRDÜK, DOÇ. DR. İLKE GÜROL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Anorganik Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 163

Özet

Artan teknoloji ile beraber yeni kimyasal madde sentezine ve özelliklerinin incelenip, uygulama alanları için kullanılabilirliğine ihtiyaç duyulmaktadır. Yeni bir malzeme sınıfı olan metal organik kafes yapılar (MOF) veya gözenekli koordinasyon polimerleri nanogözenekliliğe sahip olup adsorpsiyon kapasiteleri yüksek olması ve kimyasal dayanıklılığı, kararlılığı sayesinde ilgi çekmektedir ve birden çok uygulama alanında kullanımına sahiplerdir. Bu uygulama alanlarından biri olan sensör teknolojileri, hedef moleküllerin ortam havasına yayılmadan önce bile düşük konsantrasyonlarda algılama yetenekleri sayesinde uçucu organik bileşiklerin insan ve çevre sağlığı üzerinde oluşabilecek zararlı etkilerinin önüne geçilmesi beklenmektedir. Bu kapsamda hazırlanan tez çalışmasında, MOF yapıları kullanılarak SAW sensörler ile uçucu organik bileşiklerin (UOB) tespiti araştırılmıştır. Tez çalışması 2 kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda farklı geçiş metali içeren 2-aminotereftalik asit ve 2,6-piridin dikarboksilik asit organik bağlayıcılı 6 adet MOF yapısı; Bakır(II) esaslı MOF (1) ve MOF (2), Zirkonyum(IV) esaslı MOF (3) ve MOF (4), Nikel(II) esaslı MOF (5) ve Kadmiyum(II) esaslı MOF (6) sentezleri gerçekleştirildi. MOF yapılarının karakterizasyonu elementel analiz, FT-IR, toz XRD, RAMAN, UV-DRS, SEM, EDS, TGA teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Tez çalışmasının ikinci kısmında, MOF yapıları kütleye duyarlı sensör olan SAW sensörü üzerine damlatma metodu ile kaplandı ve kontrollü laboratuvar koşulları altında 7 ayrı konsantrasyona sahip 10 farklı UOB analitlerine (izovaleraldehit, diasetil, 2-pentanon, n-bütiraldehit, aseton, n-hekzan, kloroform, metil salisilat, sek-bütilamin, etil bütirat) ve neme karşı ölçümleri gerçekleştirildi. Nemsiz ortamda UOB'ler saf gaz olarak ve nemli ortam (%30, %50 ve %66-70-80) koşullarında ölçümlere tabi tutuldu. MOF yapıları kaplı SAW sensörlerin UOB analitleri seçicilikleri ve hassasiyetleri araştırıldı. İzovaleraldehit ve metil salisilat analitlerine karşı tepki göstermeyen MOF yapıları, etil bütirat, n-hekzan, aseton, 2-pentanon ve kloroforma kayda değer yanıt verirken, düşük tespit limitlerinde nem ve etil bütirata karşı seçici davrandıkları görüldü. En düşük tespit limiti neme karşı 6,03 ppm olarak MOF (6) yapısı tarafından belirlenirken, etil bütirat için 90,05 ppm olarak MOF (1) yapısı tarafından belirlendi.

Özet (Çeviri)

The need for new chemical substances to be synthesized and for their attributes and application areas to be examined is growing along with technology. Metal organic framework structures (MOFs), also known as porous coordination polymers, are a novel family of materials with nanoporosity that are garnered interest many applications because of their high adsorption capacity, stability, and chemical resistance. Due to their capacity to identify target molecules at low concentrations even before they spread into the surrounding air, one of these application areas—sensor technologies—is anticipated to mitigate the negative impacts of volatile organic compounds on human and environmental health. In this regard, the produced thesis thesis looked into the use of MOF structures in SAW sensors for the detection of volatile organic compounds (VOC). There are two sections to the thesis study. Six MOF structures with organic linkers containing 2,6-pyridine dicarboxylic acid and 2-aminoterephthalic acid and various transition metals were synthesized in the first section. These linkers were based on Copper(II) for MOF (1) and MOF (2), Zirconium(IV) for MOF (3) and MOF (4), Nickel(II) for MOF (5), and Cadmium(II) for MOF (6). MOF structures were characterized by means of elemental analysis, FT-IR, powder XRD, RAMAN, UV-DRS, SEM, EDS, and TGA investigations. In the second part of the thesis study, MOF structures were coated using the drop-down method on the mass-sensitive SAW sensor, and measurements were made in a controlled laboratory environment against 10 distinct VOC analytes (isovaleraldehyde, diacetyl, 2-pentanone, n-butyraldehyde, acetone, n-hexane, chloroform, methyl salicylate, sec-butylamine, and ethyl butyrate) and humidity with seven different concentrations. VOCs were measured as 30%, 50%, and 66-70-80% humidity and pure gas in moisture-free environments. Investigations were conducted on the selectivity and sensitivity of SAW sensors covered with MOF structures against VOC analytes. While MOF structures were selective against humidity and ethyl butyrate and chloroform at low detection limits, they did not react with isovaleraldehyde and methyl salicylate analytes. Instead, they had a substantial reaction to ethyl butyrate, n-hexane, acetone, 2-pentanone, and chloroform. The lowest detection limit against moisture was determined as 6.03 ppm by the MOF (6) structure, while it was determined as 90.05 ppm for ethyl butyrate by the MOF (1) structure.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    643242

    Synthesis of dendronized polymers by ring opening metathesis polymerization techniques and investigation of biological activities

    Halka açılım metatez polimerizasyon tekniği ile dendrize polimerlerin sentezi ve biyolojik aktivitelerin incelenmesi

    MUHAMMAD NAZRUL ISLAM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN TÜLÜ

  2. Tez No

    775977

    Sıvı yakıtlardan indolün giderilmesi için metal organik kafes yapılarından karbon bazlı adsorbanların türetilmesi

    Derivation of carbon based adsorbents from metal organik frameworks to removal of indole from liquid fuels

    ÇAĞLA BULUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELEK TÜTER

    PROF. DR. ŞAHİKA SENA BAYAZİT

  3. Tez No

    766775

    Synthesis, characterization, and functionalization of iron mof by graphene quantum dots utilizing moringa oleifera plant extracts

    Moringa oleifera bitki özleri kullanılarak grafen kuantum noktaları ile demir mof lerin sentezi, karakterizasyonu ve işlevselleştirilmesi

    JONATHAN NYAN KULAH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilim ve Teknolojiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    Assist. Prof. Dr. AHMET AYKAÇ

  4. Tez No

    683952

    Synthesis and properties of poly(ethylene oxide) based nanocomposite electrolytes consisting of nano-sized Mg-BDC metal organic framework

    Nano-boyutlu Mg-BDC metal organik kafes yapı içeren poli(etilen oksit) nanokompozit elektrolitlerin sentezi ve özellikleri

    AYŞE ERCİYES

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜBERRA ANDAÇ

  5. Tez No

    282696

    Tepkimeli özütleme yöntemi ile karboksilik asitlerin saflaştırılması

    Separation of carboxylic acids with reactive extraction

    NİL PEHLİVANOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. Ş. İSMAİL KIRBAŞLAR

    YRD. DOÇ. DR. HASAN USLU

Geri Dön