Farklı Yöntemlerle Borofen Sentezi, Karakterizasyonu ve Kararlılığının İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Sümeyye ÇINAR
Danışman: Neşe Keklikcioğlu Çakmak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İki boyutlu (2B) malzemeler çok çeşitli uygulama alanlarına sahip olmaları nedeniyle son yıllarda oldukça ilgi çekmeye başlamışlardır. Bu malzemeler arasında Grafen esnek bir yapıya ve aynı zamanda mükemmel elektrik ve ısıl iletkenlik özelliklerine sahip olması nedeniyle bilim dünyasında oldukça ilgi çekmiştir. Uzun bir süre grafen ile yarışacak yeni bir malzeme keşfedilemezken 2015 yılında borofenin sentezlenmesi ile yeni ve mükemmel bir malzeme ortaya çıkmıştır. Borofen hegzagonal yapıda dizilmiş bor atomlarından oluşmuştur. Grafenden daha güçlü, daha esnek elektrokimya, nanosensör ve katalizör kimyasında devrim yaratacak potansiyele sahip bir malzemedir. Borofen ilk kez 2015 yılında moleküler ışın üst bırakımı (Molecular Beam Epitaxy - MBE) yöntemi ile tek katmanlı olarak sentezlenebilmiştir. Literatürde borofen sentezine yönelik başarılı olan az sayıda çalışma yer almaktadır. Bu çalışmalar incelendiğinde kimyasal buhar biriktirme (Chemical Vapor Deposition - CVD) ve MBE kullanılan çalışmalarda tek katmanlı borofen sentezlenebilmiştir. Borofen için yeni sentez yöntemleri araştırma halindedir. Yapılan bu yüksek lisans tez çalışmasında borofen saf bordan yola çıkılarak sonokimyasal eksfoliasyon yöntemi ile solvotermal reaktör kullanılarak ve Bor nitrür (BN) ve molibden disülfit den yola çıkılarak hibritlerinin sentezi şeklinde sonokimyasal eksfoliasyon ile ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Borofen sentezi için uygulanan yöntemler son ürünün özelliklerini belirleme konusunda büyük rol oynamaktadır. Genel olarak, sonokimyasal yöntem ile sonikasyon süresine ve çözücü tipine bağlı olarak tek tabaka, iki tabaka, üç tabaka ve dörtlü tabaka malzeme sentezlenebilir. Çözücünün doğru seçimi ve doğru sonikasyon süresi etkileşimi ile büyük yanal boyutlara sahip tek katmanlı levhalar elde edilebilmektedir. Ancak çözücü iyi etkileşime girmezse, aynı sonikasyon süresinde dahi çok tabakalı yapılar ortaya çıkabilmektedir. Çok uzun süreli bir sonikasyon ise çok parçalanmalar sebebiyle borofen dots ların oluşumuna neden olabilmektedir. Bu nedenle, uygun çözücü seçimi ve sonikasyon süresinin optimizasyonu, borofen tabakasının oluşumu için önemli ve esastır. Bu parametrelerin optimizasyonu için çalışmada 5 farklı çözücü ve banyo tipi sonikatör (BluLab) ve prob sonikatör (Sonics & Materials Inc., USA) ile farklı sonikasyon zamanları kullanılmıştır. Ayrıca santrifüj aşamasında da farklı zamanlar ve hızlar denenerek santrifüj zamanı ve hızı da optimize edilmiştir. Sonokimyasal eksfoliasyon ile borofenin sentezi için çözücü cinsi ve sonikasyon sürelerinin optimizasyonu ile borofen başarı ile sentezlenmiştir. Ayrıca Bor nitrür (BN) ve molibden disülfit den çıkılarak yapılan sentez yönteminde ise 5 tabakadan daha az katmana sahip hibritlerin elde edildiği görülmüştür.