Manyetik nanopartiküllerin birlikte çökelme yöntemi ile sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of magnetic nanoparticles by co-precipitation method
Yazar: TUĞBA AKBEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BERİL ÖZÇELİK
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Optik, elektronik, kimyasal, mekanik, biyoteknoloji ve biyotıp gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmakta olan manyetik nanopartiküller benzersiz özellikleri nedeniyle araştırmacılar, bilim adamları ve mühendisler için ilgi çeken malzemelerdir. Biyoteknoloji ve biyotıp alanlarında; manyetik rezonans görüntülemede (MRI), ilaç taşıyıcısı olarak, ilaç salınımında, kanser tedavisinde ve hyperthermia tedavisinde kullanılmaktadırlar. Manyetik nanopartikül sentezi için birçok yöntem kullanılmaktadır. Bunlardan birisi olan birlikte çökelme yöntemi düşük maliyetli, daha az zaman alan ve endüstriyel uygulamalar için kolayca ölçeklendirilebilen yöntemdir. Ayrıca, yüksek reaksiyon sıcaklığı ve basıncı, tehlikeli çözücüler ve reaktiflerin kullanımını önleyen çevre dostu bir yöntemdir. Bununla birlikte, tanecik boyutu ve manyetik özelliklerin birlikte çökelme ile kontrolü hala sınırlıdır. 
      Bu çalışmada, manyetik nanopartiküller oda sıcaklığında veya 70⁰C' de birlikte çökelme yöntemi ile sentezlenmiştir. Çözeltinin pH değeri, katalizör olarak kullanılan NaOH veya bis(2-hydroxyprpyl)-amine (DIPA) miktarı değiştirilerek ayarlanmıştır. Çözeltinin pH değerine bağlı olarak sentezlenen partiküllerdeki yapısal ve morfolojik değişiklikler araştırılmıştır. Partiküllerin havayla temasını kesip okside olmasını önlemek ve biyouyumluluğunu sağlamak için oleik asit veya lorik asitle kaplama yapılmıştır. Demir oksitin manyetik bileşiği olan manyetit (oleik asitle kaplanmış), mangan ferrit (MnFe2O4), kobalt ferrit (CoFe2O4), magnezyum ferrit (MgFe2O4), baryum hekzaferrit (BaFe12O19) partikülleri üretilmiştir. Sentezlenen partiküllerin yapıları ve morfolojileri; X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile karakterize edilmiştir. 

Anahtar  Kelimeler: Birlikte çökelme yöntemi, Ferrit, Lorik asit, Oleik asit, Manyetik nanopartiküller, Manyetit




Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
 Fen Bilimleri Enstitüsü
Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, 07 / 2020




Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Beril Özçelik

Abstract:
Magnetic nanoparticles, which are used in various fields such as optical, electronic, chemical, mechanical, biotechnology and biomedicine, are interesting materials for researchers, scientists and engineers due to their unique properties. In the fields of biotechnology and biomedicine; magnetic resonance imaging (MRI), drug delivery, drug release, cancer treatment and hyperthermia treatment. Many methods are used for the synthesis of magnetic nanoparticles. One of these, co-precipitation is a low cost, less time consuming and easily scalable method for industrial applications. Furthermore, the high reaction temperature and pressure is an environmentally friendly method that prevents the use of hazardous solvents and reagents. However, the control of particle size and magnetic properties by co-precipitation is still limited.
      In this study, magnetic nanoparticles were synthesized at room temperature or at 70⁰C by co-precipitation. The pH of the solution was adjusted by changing the amount of NaOH or bis (2-hydroxyprpyl) -amine (DIPA) used as the catalyst. Structural and morphological changes in particles synthesized depending on the pH of the solution were investigated. Coating with oleic acid or lauric acid is applied to prevent the particles from oxidizing and oxidizing with air and to ensure their biocompatibility. Magnetite (coated with oleic acid), which is the magnetic compound of iron oxide, manganese ferrite (MnFe2O4), cobalt ferrite (CoFe2O4), magnesium ferrite (MgFe2O4), barium hexaferrite (BaFe12O19) particles were produced. Structure and morphology of synthesized particles; It was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). 

Keywords:  Co-precipitation, Ferrite, Lauric acid, Oleic acid, Magnetic nanoparticles, Magnetite 





Kahramanmaraş Sütçü İmam University
 Institute for Graduate Studies in Science and Technology
Department of Mechanical Engineering, 07 / 2020




Supervisor: Ass. Prof. Beril ÖZÇELİK