Synthesis and structural, morphological, and optical characterization of undoped and lanthanide-doped sr and MG–SR pyroborate nanoparticles
Katkısız ve lantanit katkılı SR ve MG–SR piroborat nanoparçacıklarının sentezi ve yapısal, morfolojik ve optik karakterizasyonu
- Tez No: 999655
- Danışmanlar: PROF. DR. İZZET MORKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Pr, Sm, Dy, Ho ve Tm iyonları ile katkılanmış ve katkılanmamış Stronsiyum Piroborat nanoparçacıkları ile Eu iyonu ile katkılanmış ve katkılanmamış Magnezyum Stronsiyum Piroborat nanoparçacıkları, Çözeltide Yanma Sentezi yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Elde edilen malzemelerin yapısal, morfolojik ve optik özelliklerini değerlendirmek amacıyla detaylı karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Toz X-Işını Kırınımı (PXRD), Ultraviyole–Görünür Bölge (UV–Vis) Difüz Yansıma Spektroskopisi ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri uygulanmıştır. Sentezde Sr(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂·6H₂O, H₃BO₃ ve ilgili lantanid nitrat reaktifleri; Pr(NO₃)₃·6H₂O, Sm(NO₃)₃·6H₂O, Eu(NO₃)₃·5H₂O, Dy(NO₃)₃·5H₂O, Ho(NO₃)₃·5H₂O ve Tm(NO₃)₃·5H₂O kullanılmıştır. Bileşime bağlı olarak farklı yakıt kombinasyonları tercih edilmiştir. Katkısız Sr₂B₂O₅ sentezinde glisin, β-alanin, sitrik asit, hekzametilendiamin (HMDA), hekzametilentetramin (HMTA), tartarik asit ve üre ayrı ayrı yakıt olarak kullanılmıştır. Buna karşılık, katkılı Sr₂B₂O₅ örnekleri yalnızca glisin yakıtı ile hazırlanmıştır. Katkısız MgSrB₂O₅ sentezinde ise yukarıda belirtilen yakıtlara ek olarak karbohidrazit kullanılmış; katkılı MgSrB₂O₅ örneklerinin sentezinde ise yalnızca karbohidrazit yakıt olarak tercih edilmiştir. Sentez sıcaklığı, Mg ilavesi ve katkılayıcı iyon türünün faz oluşumu üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla çalışmalar yürütülmüştür. PXRD analizleri, 900 °C'de sentezlenen tüm Sr₂B₂O₅ ve MgSrB₂O₅ örneklerinin monoklinik piroborat fazında kristallendiğini doğrulamıştır. FT-IR spektrumlarında 625–1450 cm⁻¹ aralığında gözlenen karakteristik B–O titreşim bantları, her iki bileşim için piroborat yapısının oluşumunu desteklemiştir. SEM görüntüleri, yanma sentezi yönteminin nanos boyutta, kısmen aglomere parçacıklar oluşturduğunu ve morfolojinin Mg ikamesi ile lantanid katkılanmasından etkilendiğini göstermiştir. UV–Vis difüz yansıma ölçümleri, Sr₂B₂O₅ ve MgSrB₂O₅ esaslı tüm örneklerde soğurmanın ağırlıklı olarak ultraviyole bölgede gerçekleştiğini ortaya koymuş ve bu durum piroborat ana kafesinin optik davranışıyla uyumlu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this work, Strontium Pyroborate nanoparticles, undoped and doped with Pr, Sm, Dy, Ho, and Tm ions; Magnesium Strontium Pyroborate nanoparticles, undoped and doped with Eu ion were synthesized through the Solution Combustion Synthesis (SCS) method. The obtained materials were examined in detail to evaluate their structural, morphological, and optical features. For this purpose, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-ray Powder Diffraction (PXRD), Ultraviolet–Visible (UV–Vis) Diffuse Reflectance Spectroscopy, and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses were employed. The synthesis was performed using Sr(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂·6H₂O, H₃BO₃, and the corresponding lanthanide nitrate precursors Pr(NO₃)₃·6H₂O, Sm(NO₃)₃·6H₂O, Eu(NO₃)₃·5H₂O, Dy(NO₃)₃·5H₂O, Ho(NO₃)₃·5H₂O, and Tm(NO₃)₃·5H₂O. Different fuel combinations were employed depending on the composition. For undoped Sr₂B₂O₅, the combustion process was carried out separately using glycine, β-alanine, citric acid, hexamethylenediamine (HMDA), hexamethylenetetramine (HMTA), tartaric acid, and urea as individual fuels. In contrast, the doped Sr₂B₂O₅ samples were synthesized using glycine as the sole fuel. For undoped MgSrB₂O₅, the same set of fuels listed above was utilized along with carbohydrazide. During the synthesis of doped MgSrB₂O₅ compositions, carbohydrazide was exclusively used as the fuel. Variations in synthesis temperature, Mg incorporation, and dopant type were investigated to determine their influence on phase development. PXRD analyses confirmed that all Sr₂B₂O₅ and MgSrB₂O₅ samples synthesized at 900 °C crystallized in a monoclinic pyroborate phase. The characteristic B–O vibrational modes observed between 625 and 1450 cm⁻¹ in the Infrared Spectral Features further verified the formation of the pyroborate structure for both compositions. SEM micrographs revealed that the combustion synthesis route generated nanosized, partially agglomerated particles, with noticeable morphological differences depending on Mg substitution and lanthanide doping. UV–Vis diffuse reflectance measurements showed that all Sr₂B₂O₅ and MgSrB₂O₅ based samples exhibited absorption predominantly in the ultraviolet region, consistent with the optical behavior of the pyroborate host lattice.
Benzer Tezler
- Geçiş ve nadir toprak elementleri katkılı bir boyutlu ZnO nanoyapılarının kristalografik, morfolojik, optik ve manyetik karakterizasyonu
Crystallographic, morphological, optical and magnetic characterization of transition metal and rare earth elements doped one dimensional ZnO nanostructures
ŞEYDANUR KAYA
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
PROF. DR. LÜTFİ ARDA
- The growth of doped ZnO thin films by the silar method and investigation of structural, optical and electrical properties
Büyütülen katkılı ZnO filmlerin sılar yöntemiyle ve yapısal, optik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
DHEYAALDAIN MOHAMMED HUSSEIN ALHASANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER KARA
- İletken anilin, triflorometil-anilin ve diamino-disiyano-antrakinon polimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of conductive aniline, trifluoromethyl aniline, and diamino-dicyano anthraquinone polymers
SEVİL GÜNERALP
- Al katkılı zno nanotozlarının mikrodalga destekli hidrotermal yöntem ile sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of al doped zno nanopowders by microwave assisted hydrothermal method
BÜŞRA AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiKatıhal Fiziği Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ÇAĞLAR
- Saydam iletken oksit filmleri olarak nadir toprak elementi (Re) katkılı bir boyutlu ZnO nanoyapılarının sentezlenmesi ve karakterize edilmesi
Synthesis and characterization of rare earth element (Re) doped one dimensional ZnO nanostructures as transparent conducting oxide films
RAMAZAN DERTLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN KARAKÖSE