Metal organik kafes yapılarının kuvars kristal mikrobalans sensör üzerinde uygulamaları
Metal organic cage structures applications on quartz crystal microbalance sensor
- Tez No: 911026
- Danışmanlar: PROF. DR. TİMUR CANEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Kimya, Mühendislik Bilimleri, Physics and Physics Engineering, Chemistry, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
İlk olarak 1990'larda geliştirilen Metal Organik Yapılar/Kafesler (MOF), moleküllerin kendiliğinden bir araya gelip bağ oluşturmasıyla hem organik hem de inorganik moleküllerden oluşan kristal hibrit malzemelerdir. MOF'lar gözenekli, yüksek yüzey alanına sahip, gözenek boyutu ve topolojisi ayarlanabilir bir grup olarak birçok alanda istenen kullanıma uygun tasarım çalışmaları olan bir yapıdır. Bu nedenle MOF'ların birçok alanda uygulaması bulunmaktadır. Bunlar; gaz ayrımı, kataliz, karbondioksit yakalama, su adsorpsiyon ve desorpsiyonu olarak sıralanabilmektedir. MOF'ların kimyasal sensörlerin performanslarının artırılmasında anahtar rol oynayan algılayıcı arayüzey malzemeler, sensör duyarlılığı ve seçiciliği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. MOF'lar, gazlar ve buharlarla yüksek etkileşim yetenekleri, gaz molekülleri için kolay erişilebilir katmanlar oluşturma, yüksek kararlılık ve sağlamlık gibi birçok özelliğe sahiptir. Günümüzde Quartz Crystal Microbalance (QCM) sensörler kimyasal tanı alanlarında kullanılmaktadırlar. Kimyasal sensörler Uçucu Organik Bileşikler (UOB) başta olmak üzere çeşitli toksik bileşikleri algılamada sensör olarak kullanılmaktadır. Böylelikle seçilmiş farklı MOF yapılı bileşiklerin QCM üzerinde Uçucu Organik Bileşikler'e (UOB) karşı sensör özellikleri incelenmiştir. Öncelikle, MOF'lar için uygun kaplama yönteminin geliştirilmesi, sensör kaplama ve katman karakterizasyonu, seçilmiş UOB'ler (12 adet analit) ile sensör testleri, sensör performans karakterizasyonu ve son olarak performans değerlendirmesi yapılmıştır. Yapılacak ölçümler kapsamında kimyasal sensörlerin data analizi, sensör tepkisi, duyarlılık, tepki zamanı sabiti, kararlılık, tersinirlik, tekrarlanabilirlik çalışmaları yapılmıştır. Sensörün kararlılığı, daha uzun zaman aralıklarında yapılacak olan tekrarlanan ölçümlerle test edilmiştir. Bu şekilde, test edilen tüm MOF'lar, algılama malzemeleri olarak performanslarında tam olarak karakterize edilmiştir. Ölçüm sonucunda QCM'ler kuru havada yüksek tepki verirken, nemli havada da yüksek tepki vermişlerdir. 12 adet analit içinden QCM üzerine kaplanan MOF yapıya en iyi tepkiyi veren asetonitril ve metanol analitleri olmuştur (850-1000 MHz arasında değişmektedir). İlk sonuçlar MOF yapılı maddelerin QCM sensör üzerinde kullanımı için oldukça ümit verici olmuştur. Böylelikle MOF yapıların QCM sensör üzerinde çalışmaları hakkında şimdiye kadar az veri bulunan sensörler için yeni bir arayüzey malzeme olmuştur.
Özet (Çeviri)
Metal Organic Structures/Cages (MOFs), first developed in the 1990s, are crystalline hybrid materials consisting of both organic and inorganic molecules by spontaneously assembling and forming bonds. MOFs are a porous structure with high surface area, adjustable pore size and topology, and have been designed for use in many areas. For this reason, MOFs have applications in many areas. These; They can be listed as gas separation, catalysis, carbon dioxide capture, water adsorption and desorption. Sensing interface materials, where MOFs play a key role in improving the performance of chemical sensors, have a significant impact on sensor sensitivity and selectivity. MOFs have many features such as high interaction abilities with gases and vapors, creating easily accessible layers for gas molecules, high stability and durability. Today, Quartz Crystal Microbalance (QCM) sensors are used in chemical diagnostic fields. Chemical sensors are used as sensors to detect various toxic compounds, especially Volatile Organic Compounds (VOCs). Thus, the sensor properties of selected compounds with different MOF structures against VOCs were examined on QCM. First of all, the development of a suitable coating method for MOFs, sensor coating and layer characterization, sensor tests with selected VOCs (12 analytes), sensor performance characterization and finally performance evaluation were carried out. Within the scope of the measurements to be made, data analysis of chemical sensors, sensor response, sensitivity, response time constant, stability, reversibility and repeatability studies were carried out. The stability of the sensor was tested by repeated measurements over longer time intervals. In this way, all tested MOFs were fully characterized in their performance as sensing materials. As a result of the measurement, QCMs showed a high response in dry air and a high response in humid air. Among the 12 analytes, acetonitrile and methanol analytes responded best to the MOF structure coated on QCM (varying between 850-1000 MHz). The first results are very promising for the use of MOF-structured materials on the QCM sensor. Thus, MOF structures have become a new interfacial material for sensors for which little data has been available so far on their operation on the QCM sensor.
Benzer Tezler
- Metal organik kafes yapılarının diol içeren biyomolekül tayini ve izolasyonu için kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of the usability of metal organic frameworks structures for detection and isolation of diol containing biomolecule
SEHER PARLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATOŞ ÇİĞDEM KİP
- Determination of ideal metal organic frameworks for drug transport based on UMCM-1 and MIL-101
UMCM-1 ve MIl-101 yapıları temel alınarak ilaç taşınımı için ideal metal organik kafes yapılarının belirlenmesi
İMREN BAYIL
- Fabrication and characterization of eggshell membranebiotemplated metal-organic framework nanoclusters
Yumurta kabuğu tabanlı metal-organik kafes yapılarının imalatı vekarakterizasyonu
ASLI KATMIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK NÜZHET OKTAR
DR. SEMA ÜNAL YILDIRIM
- Fumarat bazlı metal-organik kafes yapılarının sularda bulunan ilaç atıklarının gideriminde kullanılması
Use of fumarate based metal-organic frameworks for the removal of pharmaceutical wastes in water
BURCU SAYOĞLU KARADENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİN ŞAHİN SEVGİLİ
PROF. DR. ŞAHİKA SENA BAYAZİT
- Lantanit ve geçiş metali içeren homoleptik ve heteroleptik koordinasyon polimerlerinin hidrotermal sentezi, katalitik ve lüminesans özelliklerinin incelenmesi
Hydrothermal synthesis of homoleptic and heteroleptic coordination polymers containing lanthanide and transition metals, investigations of their catalytic and luminescence properties
BURAK AY