Production of zinc oxide nanoparticles using quercetin and determination of their photocatalytic activities
Kuersetin kullanılarak çinko oksit nanoparçacıklarının üretimi ve fotokatalitik aktivitelerinin belirlenmesi
- Tez No: 995289
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BERRİN İKİZLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çevre dostu yeşil sentez yöntemlerinin geliştirilmesi, toksik kimyasal kullanımını azaltması, enerji ve kaynak verimliliğini artırması ve çevresel etkileri en aza indirmesi nedeniyle sürdürülebilir üretim süreçleri açısından büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle bu tez çalışmasında, ZnO nanotaneleri, doğal bir flavonoid olan kuersetini indirgen madde olarak kullanarak yeşil sentez yöntemi ile üretilmiştir. ZnO nanotane oluşumuna, pH, kalsinasyon sıcaklığı, Zn+2 konsantrasyonu, reaksiyon sıcaklığı, çinko iyon kaynağının türü ve kuersetinin etkisi gibi parametrelerin etkileri detaylıca incelenmiştir. Elde edilen tanelerin karakterizasyonu; taramalı elektron mikroskobu (SEM), Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD), Dinamik ışık saçılım spektroskopisi (DLS), Termogravimetrik analiz (TGA), UV-Vis spektroskopisi ve Zeta potansiyeli analizleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. SEM sonuçları, ZnO nanoparçacıklarının küresel bir yapıya sahip olduğunu ve homojen dağılımını doğrulamıştır. FTIR analizi, nanotane stabilitesine katkıda bulunan fonksiyonel grupları ve pH arttırıldıkça yüzeye bağlanan quercetinin varlığını belirlemiştir. XRD analizi ZnO varlığını ve elde edilen tanelerin hekzagonal wurtzite kristal yapısında olduğunu doğrulamıştır. Zeta potansiyel ölçüm sonuçları ile quercetin varlığında tanelerin yüzey yükünün pozitiften, negatife kaydığı görülmüştür. Absorbans ölçümleri sonucunda nanotanelerin bant aralığı yaklaşık 2.9-3.0 eV olarak hesaplanmıştır. Proses parametreleri değiştirilerek elde edilen tüm ZnO nanotanelerinin fotokatalitik aktiviteleri de ayrıca test edilmiştir. Bu amaçla, model bir kirlilik olarak metilen mavisi seçilmiştir. ZnO nanotaneleri, UVA ışınımı altında, 4 saatin sonunda yaklaşık %96 oranında renk giderimi ile yüksek fotokatalitik aktivite göstermiştir. Bu çalışma yeşil nanoteknoloji alanına katkıda bulunarak ZnO nanoparçacıklarının sürdürülebilir sentezine yönelik bir yaklaşım sunmaktadır. Elde edilen sonuçlar, kuersetin destekli ZnO nanoparçacıklarının atık su arıtımımda çevreye duyarlı etkin bir fotokatalizör olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The development of environmentally friendly green synthesis methods is of great significance for production processes, as these approaches reduce the use of toxic chemicals, enhance energy and resource efficiency, and minimize environmental impacts. Therefore, in this thesis study, ZnO nanoparticles were produced via a green synthesis approach using a natural flavonoid quercetin as a reducing agent. The effects of parameters such as pH, calcination temperature, Zn²⁺ concentration, reaction temperature, the type of zinc ion source, and the use of quercetin on ZnO nanoparticle formation were investigated in detail. Characterization of the obtained particles was carried out using scanning electron microscopy (SEM), energy- dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Fourier-transform infrared spectroscopy(FTIR), X-ray diffraction (XRD), dynamic light scattering (DLS), thermogravimetric analysis (TGA), UV-Vis spectroscopy, and zeta potential analyses. SEM results confirmed that the ZnO nanoparticles possessed a spherical morphology with a homogeneous distribution. FTIR analysis identified the functional groups contributing to nanoparticle stability and revealed the presence of quercetin bound to the surface as the pH increased. XRD analysis confirmed the presence of ZnO and showed that the particles exhibited a hexagonal wurtzite crystal structure. Zeta potential measurements demonstrated that the surface charge of the particles shifted from positive to negative in the presence of quercetin. Absorbance measurements indicated that the band gap of the nanoparticles was approximately 2.9–3.0 eV. The photocatalytic activities of all ZnO nanoparticles synthesized under varying process parameters were also tested. Methylene blue is selected as a model pollutant for this purpose. The ZnO nanoparticles exhibited high photocatalytic activity, achieving approximately 96% dye degradation after 4 hours under UVA radiation. This study contributes to the field of green nanotechnology by presenting a sustainable synthesis approach for ZnO nanoparticles. The results indicate that quercetin-assisted ZnO nanoparticles are an environmentally friendly and effective photocatalyst for wastewater treatment.
Benzer Tezler
- Extracellular biosynthesis and characterization of zinc oxide and nisin-loaded zinc oxide nanoparticles using Bacillus subtilis ZBP4
Çinko oksit ve nisin-yüklü çinko oksit nanopartiküllerinin Bacillus subtilis ZBP4 ile hücre dışı biyosentezi ve karakterizasyonu
MOHAMMED HAMK
Doktora
İngilizce
2023
Gıda MühendisliğiSakarya ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE AVCI
- Çinko oksit ve gümüş nanopartiküllerin rumen mikrobiyel fermantasyonu üzerine etkilerinin rumen simülasyon tekniği (RUSITEC) ile araştırılması
Effects of zinc oxide and silver nanoparticles on rumen microbial fermentation using rumen simulation technique (RUSITEC)
SAAD AHMED ADAM MUSA MUSA
Doktora
Türkçe
2024
FizyolojiAnkara ÜniversitesiVeterinerlik Fizyolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÖZTÜRK
- Daphnia magna model organizması üzerinde çinko oksit nanopartikül (ZnO NP) toksisitesinin mikrokozm yaklaşımı kullanılarak değerlendirilmesi
Assessment of the toxicity of zinc oxide nanoparticles (ZnO NP) on the model organism daphnia magna using a microcosm approach
ÖZLEM YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiAnkara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BORGA ERGÖNÜL
- Çinko oksit nanopartiküllerinin üretimi, karakterizasyonu ve fotokatalitik uygulamaları
Production, characterization and photocatalytic applications of zinc oxide nanoparticles
EMRE ÖZBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
KimyaSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDAN KAMIŞ
- Diospyros kaki bitki kabuklarından yeşil sentez yöntemi ile üretilen çinko oksit (ZnO) nanoparçacıklarının boyar madde çözeltilerindeki fotokatalitik ve antibakteriyel etkisinin araştırılması
Investigation of the photocatalytic and antibacterial effects of zinc oxide (ZnO) nanoparticles synthesized via green synthesis using diospyros kaki peel extract in dye solutions"
SULTAN TÜRKOĞLU
Doktora
Türkçe
2026
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAYTO KESKİNKAN
PROF. DR. REMZİYE AYSUN KEPEKÇİ