QCM (Quartz Crystal Microbalance) tekniği ile farklı kaliksaren molekülleri ile modifiye olmuş karbon nanotüp (CNT) yapılarının karbon monoksit (CO) gaz sensörü olarak geliştirilmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2011
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Renksiz ve kokusuz özelliğe sahip karbon monoksit (CO) gazı bilindiği üzere canlılar için ölümcül gazlardan birisidir. Bu yüzden bir ortamdaki CO konsantrasyonunu ölçmek son derece hayati bir durumdur. Bu tez çalışmasında kaliksaren molekülleri ile modifiye edilmiş karbon nanotüp yapılarının karbon monoksit gazına olan hassasiyeti ve seçiciliği kuartz kristal mikrobalans tekniği ile incelenmiştir. Kaliksaren yapıları kolay sentez süreçleri ve üst ve alt kenarlarından fonksiyonel hale getirilebilmeleri sayesinde sensör uygulamaları için yeni nesil algılama malzemeleridir. Kaliksaren molekülleri benzen halkalarından oluşan makrosiklik oligomer yapılarıdır. Kaliksaren malzemelerin boşluklu br yapıda olmaları bunları özellikle gaz moleküllerini ve iyonları algılamak için çok elverişli bir hale getirmektedir. Kuartz kristal mikrobalans, nanogram mertebesinde, malzemelerin gaz tutma özelliklerinin incelenebildiği bir tekniktir. Sauerbrey ilişkisine göre kristal elektrotundaki kütle değişimi, elektrodun titreşim frekansında bir kaymaya neden olur. Bu frekans farkı QCM metodu ile ölçülerek malzemenin gazla nasıl bir etkileşime girdiği ve dolayısıyla malzemenin bu gaza nasıl bir tepki verdiği belirlenir. Kuartz kristal mikrobalans metodunun kullanıldığı bu tez çalışmasında bilgisayar kontrollü gaz akış ve gaz karışım sistemi ile nanogram mertebesinde kaliksarenlerin ve modifiye edilen karbon nanotüp yapılarının CO gazını tutma özelliklerinin incelendiği bir deney sistemi tasarlanmıştır. AT-kesim QCM altın elektrotlar, kaliksarenler ile modifiye edilmiş karbon nanotüpler ile damlatma metodu kullanılarak kaplanmıştır. Hazırlanan kaliksaren-karbon nanotüp ince filmleri değişken CO konsantrasyon oranlarına maruz bırakılarak hassasiyetleri, tekrarlanabilirliği ve algılama performansları ölçülmüştür. Ayrıca yapılan sensörün seçicilik özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak için, CO gazının yanında karbondioksit (CO2), oksijen (O2) ve kuru hava gibi diğer gazlara olan tepkileri de incelenmiştir. Oluşturulan ince filmlerin SEM görüntüleri alınarak yüzey morfolojileri belirlenmiştir. Bu sayede daha homojen ve uniform bir film elde etmek mümkün olmuştur. Literatürde ilk olarak bu tez çalışmasında karbon nanotüplerin farklı fonksiyonel gruplara sahip kaliksaren molekülleri ile modifiye edilmesi ve CO gazına karşı hassasiyetlerinin QCM metodu kullanılarak belirlenmesi gerçekleştirilmiştir. Bu tez, bu anlamda ilerideki gaz sensörü çalışmalara temel teşkil etmesi bakımından çok önemlidir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Karbon monoksit, gaz sensörü, Karbonnanotüp, Kaliksaren, Kuartz Kristal Mikrobalans., Carbon monoxide, gas sensor, carbon nanotubes, calixarenes, Quartz Crystal Microbalance., Elektrik-Elektronik Mühendisliği A.B.D.
