Elektrokromik cihazlarda kullanmak için polimerik elektrolit eldesi
Polymeric electrolyte synthesis for use in electrochromic devices
- Tez No: 894605
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CÜNEYT HÜSEYİN ÜNLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Polimerik jeller, polimerlerin çeşitli etkileşimler ile (H bağı, kovalent bağlar) çapraz bağlar oluşturmasıyla meydana gelir. İletkenliğin gerekli olduğu çeşitli uygulamalarda sıvı elektrolitlerin yerine polimerik jel kullanımı alternatif bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Polimerik jel elektrolitlerde, çapraz bağlı olan bir matrisin içinde iletkenliği sağlayacak çeşitli katkılar (redoks çiftleri, iyonlar vb.) eklenir. Örneğin, elektrokromik cihazlarda iletkenliğin sağlanması için polimerik matriks olarak polivinil alkol- boraks ikilisinden yararlanılmıştır. Belirli oranlarda eklenen bu iki bileşen, oldukça kolay bir şekilde hidrojel oluşturmaktadır. Ayrıca potasyum ferrisiyanür ve potasyum ferrosiyanür redoks çifti ile iletkenlik sağlanmıştır. Son yıllarda, biyopolimerlerin çeşitli alanlarda kullanımları da oldukça yaygındır. Çalışmalar incelendiğinde, kitosan, karboksimetil selüloz gibi polimerler jel oluşturma özelliğine sahiptir. Polivinil alkol, guar gam ve polivinil alkol + guar gam ile yapılan jellerin eklenen boraks miktarı ile farklı sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Boraks miktarının çok az veya çok fazla olduğu durumlarda viskozitenin düştüğü görülmüştür. Bunun nedeni, boraksın az olduğu durumlarda yeteri kadar çapraz bağların oluşamaması; boraksın çok olduğu durumlarda ise kompleksleşmenin fazlaca gerçekleşmesi olduğu düşünüldü. İletkenlik için eklenen redoks çiftinin de viskoziteye doğrudan etkisi olduğu gözlenmiştir. İletkenlik ölçümleri ilk olarak prob daldırma yöntemiyle bakılmıştır. Saf suyun (30 μS) iletkenliğine göre jellerde bir iletkenlik artışı gözlenmiştir. Sadece guar gam ile yapılan jelin iletkenlik ölçümünde 80 μS, buna ek olarak redoks çifti eklenen jelde iletkenlik 100 μS olarak gözlenmiştir. FTIR ölçümlerinde spektrumlar incelenmiş ve farklılıklar belirlenmeye çalışılmıştır. İstatiksel bir yöntem olan temel bileşenler analizi (PCA) ile spektrumların ikinci türevi üzerine uygulanmıştır. Sonuçlara göre, demir miktarının artışı, çapraz bağ miktarına etki etmektedir. Jellerin bazıları tungsten oksit kaplı ITO elektrotlarda, zayıf da olsa elektrokromik özellik göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Polymeric gels are known as to be formed when polymers form crosslinks through various interactions like H bond, covalent bonds. As an alternative solution, polymeric gel may be used instead of liquid drains for various applications in which conductivity is required. Various additives (redox couples, ions, etc.) are added to provide conductivity in a cross-linked matrix in polymeric gel electrolytes. Archetypally, in order to ensure conductivity in those kind of electrochromic devices, polyvinyl alcohol-borax combination had been used as polymeric matrix. Polyvinyl alcohol- borax component that is formed by certain proportions can originate hydrogels quite easily. Besides, conductivity is provided by potassium ferricyanide and potassium ferrocyanide redox couple. Lately, the scientific use of biopolymers in various fields is quite common. If the research is taken into the consideration, polymers such as chitosan and carboxymethyl cellulose have the ability to form gels. In this research, different gels were prepared with polyvinyl alcohol as polymer matrix and/or guar gum as biopolymer and borax as crosslinker. The while, potassium ferricyanide/ferrocyanide was added to the solutions to augment the conductivity. The gels obtained were evaluated in terms of rheological, spectral and conductivity measurements. As an observation, it was found that gels made with polyvinyl alcohol, guar gum and polyvinyl alcohol + guar gum gave different results depends on the amount of borax added. It has been observed that the viscosity decreases in cases where the amount of borax is too little or too much. The reason behind this relationship is that insufficient cross-links cannot be formed in cases where borax is low. In cases where the amount of borax was high, it was thought that complexing occurred too much. It has been observed that the redox couple added for conductivity has a direct effect on viscosity. Conductivity measurements were first examined by probe immersion method. An increase in conductivity was observed in the gels compared to the conductivity of pure water (30 μS). In the conductivity measurement of the gel made with only guar gum, the conductivity was observed as 80 μS, and in the gel with an additional redox couple added, the conductivity was observed as 100 μS. In addition, the spectra were examined, and the differences were tried to be determined for FTIR measurements. Principal component analysis (PCA), a statistical method, was applied to the second derivative of the spectra. According to the results, the increase in the amount of iron affects the amount of crosslinking. Some of the gels showed electrochromic properties, albeit weakly, on tungsten oxide coated ITO electrodes.
Benzer Tezler
- Synthesis, photophysical properties and ofet application of thienothiophene and benzothiadiazole based donor-π-acceptor-π (D-π-A-π) type conjugated polymers
Tiyenotiyofen ve benzotiyadiazol esaslı donör-π-alıcı-π (D-π-A-π) tipi konjuge polimerlerin sentezi, fotofiziksel özellikleri ve ofet uygulaması
SERRA EBRU ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
- Advanced conjugated systems towards realization ofstable n-type materials and high-performanceelectrochromic polymers
Yüksek performanslı elektrokromik polimerlerin vekararlı n-tipi malzemelerin geliştirilmesi için ileriseviye konjuge sistemler
KIANOUSH GHASEMIAHANGARANFARAHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. E.GÖRKEM GÜNBAŞ
- Optimization of optical and electrochemical properties of PANI, PEDOT conducting polymers to design electrochromic device
PANI, PEDOT iletken polimerin elektrokromik cihaz tasarımı için optik ve elektrokimyasal özelliklerinin optimizasyonu
İSMAİL BÜTÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÖZKAN ZAYİM
- Syntheses and examining the electrochemical and spectroscopic properties of fused-thiophene based materials with benzonitrile functional group
Birleşik-tiyofen temelli benzonitril fonksiyonel grup içeren malzemelerin sentezleri ve elektrokimyasal ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
İLKNUR DEMİRTAŞ
Doktora
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. ERDAL ERTAŞ
- Synthesis and electrochromic applications of conducting polymers based on thienothiophene and edot
Tiyenotiyofen ve edot içeren konjuge polimerlerin sentezi ve elektrokromik uygulamaları
OZAN KARAKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK