Doğal atık ürünlerden fındık kabuğundan karbon nano noktalarin sentezi ve analitik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and analytical characteristics of carbon nano points from hazelnut shell from natural waste products
Yazar: ABİDİN GÜMRÜKÇÜOĞLU
Danışman: PROF. DR. MİRAÇ OCAK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Ağır metaller = Heavy metals ; Demir = Iron ; Fotokatalitik = Photocatalytic ; Kolorimetrik yöntemler = Colorimetric methods ; Kuantum noktaları = Quantum dots ; Metilen mavisi = Methylene blue ; Nanokompozitler = Nanocomposites

Özet:
Bu çalışmada metal iyonlarının hızlı ve basit florimetrik tayininde kullanılabilecek 6 adet yeni floresent karbon dot (CD) piroliz yöntemi kullanılarak kolayca sentezlendi ve Taramalı Elektron Mikroskobu-Enerji Dispersif X-Ray (SEM-EDX), Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM), Yüksek Çözünürlüklü Transmisyon Elektron Mikroskobu (HRTEM), X-ışını difraksiyon (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), Fourier dönüşümlü infrared (FTIR), Ultraviyole-Visible (UV-Vis.) ve floresans spektroskopisi teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Bu CD'lerin Cu2+, Co2+, Al3+, Cr3+, Fe3+, Pb2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Ba2+, Ca2+, Mg2+ Be2+, Na+, K+, Li+, Tl+, Ti4+, As3+, Sb3+, Se4+, Mo6+, W6+, V2+, Sn2+, Pd2+ ve Y3+ olmak üzere 27 adet katyon ile etkileşimi floresans ölçümleri ile incelendi. Sentezlenen CD'lerin dört tanesinin Fe3+, nın, bir tanesinin ise Sn2+ ve Pd2+ iyonlarının florimetrik tayininde floresent malzemeler olarak kullanılabileceği tespit edildi. Bunlarla ilgili yeni florimetrik yöntemler geliştirildi. Önerilen yöntemlerin musluk suyunda ve toprak örneklerinde uygulanabileceği gösterildi. Hazırlanan tüm CD'lerin antioksidan özellikleri de Demir (III) İyonu İndirgeyici Antioksidan Gücü (FRAP), Cu (II) İyonu İndirgeyici Antioksidan Kapasite (CUPRAC) ve 2,2-difenil-1-pikrihidrazil (DPPH) yöntemleri kullanılarak incelendi ve antioksidan özellik gösterdikleri belirlendi. 
CD'lerden ayrıca TiO2 nanokompozitleri hazırlandı ve karakterize edildi. Bu nanokompozitlerin model bir organik kirletici olarak metilen mavisinin (MM) sulu ortamdan giderilmesinde fotokatalitik özellikleri incelendi. FK300-3(005-5) kodlu TiO2 nanokompozitin en yüksek giderim sağladığı belirlendikten sonra SEM-EDX, TEM, XRD ve Master-sizer ölçümleri ile yapısal karakterizasyonu yapıldı. Ayrıca giderimden sonra nanokompozitin yeniden kullanılabilirliği incelendi. MM'nin FK300-3(005-5) kodlu nanokompozitin yüzeyine geri dönüşümsüz olarak adsorbe olduğu belirlendi.

Abstract:
In the presented study, 6 new fluorescent carbon dots (CDs) that can be used in the fast and simple fluorimetric determination of metal ions were easily synthesized using the pyrolysis method and they were characterized by using Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Transmission Electron Microscopy (TEM), High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), X-ray diffraction (XRD), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Fourier-transform infrared (FTIR), Ultraviolet-visible (UV-Vis.) spectroscopy and fluorescence spectroscopy techniques. The interaction of the CDs with Cu2+, Co2+, Al3+, Cr3+, Fe3+, Pb2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Ba2+, Ca2+, Mg2+ Be2+, Na+, K+, Li+, Tl+, Ti4+, As3+, Sb3+, Se4+, Mo6+, W6+, V2+, Sn2+, Pd2+ ve Y3+ ions was investigated by using fluorescence measurements. It was determined that four of these CDs can be used as fluorescent materials in the fluorimetric determination of Fe3+ and one of them Sn2+ and Pd2+ ions. New florimetric determination methods have been proposed for these cations. It has been shown that the proposed methods can be applied in tap water and soil samples. The antioxidant properties of the prepared CDs were also examined using Ferric reducing antioxidant power (FRAP), Cupric Reducing Antioxidant Capacity (CUPRAC) and 2,2-difenil-1-pikrihidrazil (DPPH) methods and it was determined that they had antioxidant properties.
TiO2 nanocomposites included the CDs were prepared and characterized. The photocatalytic properties of these nanocomposites were investigated in the removal of methylene blue (MB) from aqueous media. After it was determined that FK300-3 (005-5) coded nanocomposite provided the highest removal, its structural characterization was performed by SEM-EDX, TEM, XRD and Master-sizer measurements. In addition, the reusability of the nanocomposite after the removal of MM was examined. It was determined that MM was irreversibly adsorbed on the surface of the FK300-3 (005-5) coded nanocomposite.