Modifiye Hummers' ve elektrokimyasal yöntemle sentezlenen grafen oksit (GO) nanomalzemelerinin fiziksel özelliklerinin kıyaslanması ve karakterizasyonu

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: CANSER AKSOY

Danışman: DUYGU ANAKLI

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Grafen, düzenli karbon atomlarının sp2hibritleşmesi yaptığı iki-boyutlu (2D), tek atom kalınlığında düzlemsel bir tabaka olarak tanımlanmaktadır. Grafen sahip olduğu olağanüstü özellikleriyle nanoelektronik, uzay, nükleer, otomotiv sanayisi, tıp ve biyomedikal olmak üzere birçok alanda uygulama potansiyeline sahiptir. Çevreye dost, düşük maliyetli, hızlı, bir basamaklı ve sürekli üretim için miktarı artırılmaya müsait grafen/grafen oksit nanoyapılarının elektrokimyasal eksfoliasyonla sentezlenmesini, karakterizasyonunu, ısıl ve kararlılık özelliklerinin belirlenmesini ve iyileştirilmiş Hummers' yöntemiyle üretilen grafen oksit nanoyapılarıyla kıyaslanmasını amaçlamaktadır. Literatürde ilk defa iyileştirilmiş Hummers' yöntemiyle sentezlenmiş grafenoksidin DI (deiyonize) suda % kütlece farklı oranlarda dağıtılmasıyla hazırlanan çözeltilerinin elektrolit olarak kullanılmalarıyla iki elektrotlu hücrede ultrasonikasyonun da yardımıyla grafen/grafen oksit nanoyapılar hazırlanmıştır. Elektrolit konsantrasyonu, uygulanan potansiyel ve elektrokimyasal eksfoliasyon süresi gibi elektrokimyasal sentez parametrelerinin grafit çubuk elektrotlardan elektrokimyasal eksfoliasyonla hazırlanan grafen oksit nanoparçacıklarının verim ve kalitesi üzerine etkisi incelenmiştir. En uygun elektrokimyasal grafen oksit hazırlama koşullarında sentezlenen grafennanoyapılarının özelliklerindeki değişimler kendi aralarında ve iyileştirilmiş Hummers' grafen oksitlerle kıyaslama yapılarak incelenmiş, karakterizasyonları XRD, FTIR, UV-Vis, Raman, SEM ve TEM teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca üretilen grafen/grafen oksit nanoyapıların ısıl iletkenlik, yoğunluk ve zeta potansiyel analizleriyle fiziksel özellikleri kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlara dayanarak, iyileştirilmiş Hummers' yöntemiyle elektrokimyasal eksfoliasyon yöntemi ayrıntılı bir şekilde karşılaştırılarak sentezlenen grafen oksitler için en uygun hazırlama yöntemi belirlenmiştir. %0.05-1h-50V koşullarda elektrokimyasal eksfoliasyonla hazırlanmış GO'nun ısıl iletkenlik değeri, iyileştirilmiş Hummers' GO' e kıyasla %8.96 artış sağlamıştır. XRD analiz sonuçlarından, az tabakalı grafennanoyapılarının 50 V potansiyelde en yüksek aratabaka açıklığına sahip olduğu (0.431 nm) ve dolayısıyla bu potansiyelde en yüksek oksidasyona sahip oldukları söylenebilmektedir. SEM mikrografik sonuçlarından elektrokimyasal eksfoliasyonla kenarları kusurlu ve üstüste yığılmış yapıda az tabakalı grafennanoplakalar elde edildiği görülmektedir.