S. officinalis ekstraktı ile yeşil hidrotermal sentezlenen nanokompozitlerin manyetik ve süperkapasitör özelliklerinin araştırılması
Investigation of the magnetic and supercapacitor properties of nanocomposites synthesized by green hydrothermal method with S. officinalis extract
- Tez No: 894853
- Danışmanlar: PROF. DR. SEFA DURMUŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Son yıllarda dünyada, enerji kıtlığı ve küresel ısınmanın meydana gelmesi yeşil enerji depolama cihazları olarak süperkapasitörlere olan ihtiyacı arttırmıştır. Bu nedenle, toplumun ihtiyaçlarını karşılamak için yüksek enerji yoğunluğuna sahip, düşük maliyetli yeni süperkapasitörler geliştirilmelidir. Süperkapasitör türü olan psödokapasitörlerin Faradaik redoks reaksiyonları, genellikle metal iyonlarının birden fazla değerlik durumuna sahip olduğu metal oksitlerde gerçekleştirilmektedir. Geçiş metal oksit psödokapasitörler, değişken oksidasyon adımları nedeniyle yüksek enerji yoğunluğuna, yüksek özgül kapasitansa, üstün özgül enerjiye ve büyük yük transfer reaksiyon özelliklerine sahiptir ve bu da onları yüksek performanslı süperkapasitörler için benzersiz adaylar haline getirmektedir. Son zamanlarda, psödokapasitör uygulamaları için geçiş metal oksit bazlı malzemelerin araştırılması ve geliştirilmesi için birçok çalışma yürütülmektedir. Bu tez çalışmasında teorik psödokapasitör özelliği yüksek, NiO'in elektrokimyasal özelliklerini geliştirmek için, Fe3O4, Co3O4, CuO ve ZnO geçiş metal oksitleri ile Salvia officinalis (S. officinalis) bitki ekstrakt aracılı hidrotermal yöntem kullanılarak nanokompozitler sentezlendi. Sentez, 120°C, 12 s (HT-I) ve 180°C, 24 s (HT-II) olmak üzere iki farklı çalışma şartlarında gerçekleştirildi. Sentezlenen nanokompozitlerin yapısal karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Toz X-Işını Kırınımı (PXRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDX) yöntemleri kullanılarak karakterize edildi. Nanobileşiklerin X- ışını kırınımından elde edilen tam genişlik yarı maksimum (FWHM) değerleri ile kristalit boyutu hesaplamasında Scherrer ve Williamson-Hall (W-H) formülleri kullanıldı. Ek olarak mikro gerinim, gerilim ve enerji yoğunluğu, W-H modelleri olan düzgün deformasyon model (UDM), düzgün gerilme (stress) deformasyon model (USDM) ve düzgün deformasyon enerji yoğunluğu model (UDEDM) ile analiz edildi. Manyetik ve elektrokimyasal davranışları Titreşimli Numune Manyetometresi (VSM) ve Dönüşümlü Voltametri (CV) analizleri kullanılarak aydınlatıldı. HT-II yöntemi ile sentezlenen nanokompozitlerin HT-I yöntemine kıyasla çok daha küçük partikül boyutlu ve homojen yüzey morfolojisine sahip olduğu belirlendi. Yapılan VSM ve CV analiz sonuçlarına göre NiO NP ve NiO/Fe3O4, NiO/Co3O4, NiO/CuO, NiO/ZnO nanokompozitlerin hem doygunluk manyetizasyonunda hem de spesifik kapasitans değerlerinde önemli artış tespit edildi.
Özet (Çeviri)
In recent years, energy scarcity and global warming have increased the need for supercapacitors as green energy storage devices. Therefore, new low-cost supercapacitors with high energy density must be developed to meet the needs of society. Faradaic redox reactions of pseudocapacitors, a type of supercapacitor, are usually performed in metal oxides where metal ions have multiple valence states. Transition metal oxide pseudocapacitors have high energy density, high specific capacitance, superior specific energy, and large charge transfer reaction characteristics due to variable oxidation steps, making them unique candidates for high performance supercapacitors. Recently, many studies have been conducted to investigate and develop transition metal oxide based materials for pseudocapacitor applications. In this thesis, the synthesis of nanocomposites using Salvia officinalis (S. officinalis) plant extract-mediated hydrothermal method with Fe3O4, Co3O4, CuO and ZnO transition metal oxides to improve the electrochemical properties of NiO with high theoretical pseudocapacitor properties was carried out at two different operating conditions, 120°C, 12 s (HT-I) and 180°C, 24 s (HT-II). The structural characterization of the synthesized nanocomposites was characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-Ray Diffraction (PXRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX) methods. Scherrer and Williamson-Hall (W-H) formulas were used to calculate the full width half maximum (FWHM) values obtained from X-ray diffraction of nanocomponents and crystallite size. In addition, microstrain, stress and energy density were analyzed using with the W-H models of uniform deformation model (UDM), uniform stress deformation model (USDM) and uniform deformation energy density model (UDEDM). Magnetic and electrochemical behaviors were elucidated using Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and Cyclic Voltammetry (CV) analysis. The nanocomposites synthesized by HT-II method were found to have much smaller particle size and homogeneous surface morphology compared to HT-I method. According to the results of VSM and CV analysis, a significant increase in both saturation magnetization and specific capacitance values of NiO NP and NiO/Fe3O4, NiO/Co3O4, NiO/CuO, NiO/ZnO nanocomposites were determined.
Benzer Tezler
- Bitki ekstraktlarından elektroçekim yöntemiyle nanolifli membran üretimi üzerine bir çalışma
A study on nanofibre membrane production from herbal extracts by electrospinning method
NİLŞEN SÜNTER EROĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT CANOĞLU
PROF. DR. METİN YÜKSEK
- Adaçayı (Salvia officinalis) ve kızılcık (Cornus mas) bitkilerinin yeşil sentezle gümüş nanopartikül üretiminde kullanılması, özellikleri ve antimikrobiyal etkilerinin belirlenmesi
Determination of properties, antimicrobial effects and use of sage (Salvia officinalis) and cranberry (Cornus mas) plants in production of silver nanoparticle by green synthesis
TUĞÇE ÖZEŞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURAL KARAGÖZLÜ
- Bazı bitki özütlerinin antibakteriyel etkilerinin incelenmesi
Antibacterial of some plant extracts investigation of effects
MEDİHA NUR EVREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM İSMET ÖZTÜRK
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUAZZEZ GÜRGAN ESER
- Nano-gümüş katkılı bazı bitki ekstraktlarının Acanthoscelıdes obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae)'a karşı etkinliği
Efectiveness of some plant extracts with silver-nano particles plant to Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae)
HÜLYA EKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE YEŞİLAYER
- Investigation the effect of some medicinal plants against Stenotrophomonas maltophilia bacteria isolated from clinical sample
Bazı tıbbi bilgilerin Stenotrophomonas maltophilia bakterileri üzerindeki etkisinin klinik örnekten izole edilmesi üzerine araştırmalar
ASMAA DAWOOD AL ITHAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyolojiGaziantep ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM HALİL KILIÇ
YRD. DOÇ. DR. SİBEL BAYIL OĞUZKAN