Zirkonyum oksit ve gadolinyum oksit tabanlı çeşitli metal oksit katkılı inorganik pigmentlerin çöz-pel tekniğiyle sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of various metal oxide doped zirconium and gadolinium oxide based inorganic pigments by sol-gel technique
Yazar: ARDA AYTİMUR
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM USLU ; PROF. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tezde zirkonyum oksit ve gadolinyum oksit tabanlı inorganik pigmentler üretilmiştir. Pigmentlerin üretiminde homojenliği artırmak amacıyla katı faz reaksiyonları yerine çöz-pel yöntemi tercih edilmiştir. Çöz-pel yönteminde metal asetat çözeltilerinin pelte haline getirilmesi için polimer olarak polivinil alkol kullanılmıştır. Zirkonyum oksit ve gadolinyum oksit tabanlı pigmentlere farklı renkler kazandırılması için krom oksit, seryum oksit ve neodim oksit katkılanmıştır. Üretilen pigmentlerin yapısal ve renk özellikleri araştırılmıştır. FTIR ve Raman spektroskopi sonuçları sayesinde üretilen pigmentlerin zirkonyum oksit, gadolinyum oksit, krom oksit, seryum oksit ve neodim oksit içerdiği doğrulanmıştır. XRD sonuçları pigmentlerin kristal yapılarını ortaya çıkarmıştır. SEM görüntülerine göre pigmentler küremsi ve sütunumsu polikristal yapılardan oluşmaktadır. EDX yöntemiyle pigmentlerin elementel analizi yapılmıştır. Ayrıca kütle ve atom oranları bulunmuştur. BET yöntemiyle pigmentlerin yüzey alanları tayin edilmiştir. Ayrıca zirkonyum oksit ve gadolinyum oksit tabanlı pigmentlerin yapılarının makro gözenek ve mezo gözenekli olduğu anlaşılmıştır. Renk ölçümleri sayesinde katkılanan metal oksit konsantrasyonundaki değişimin pigmentin rengine etkisi incelenmiştir. Renk ölçümleriyle krom oksit katkılı zirkonyum oksit ve gadolinyum oksit tabanlı pigmentlerin yeşil, seryum oksit katkılı pigmentlerin kavuniçi, neodim oksit katkılı inorganik pigmentlerin ise mavi renk tonlarında oldukları görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, zirconium oxide and gadolinium oxide based inorganic pigments were produced. Sol-gel method was preferred to produce the pigments to increase homogeneity instead of solid state reactions. In sol-gel technique, poly (vinyl alcohol) was used to turn metal acetate solutions into gels. Chromium oxide, cerium oxide and neodymium oxide were doped to zirconium oxide and gadolinium oxide based pigments to gain them different colors. Structural and color properties of produced pigments were investigated. It was attested that produced pigments were consisted of zirconium oxide, gadolinium oxide, chromium oxide, cerium oxide and neodymium oxide with the aid of FTIR and Raman spectroscopy. XRD results showed crystal structure of the pigments. According to SEM images, the pigments were consisted of spherical and pillar-like polycrystals. Elemental analyses of the pigments were performed by EDX method. In addition, mass percent and atom percent were determined. Surface areas of the pigments were determined by BET. Moreover, it was understood that zirconium oxide and gadolinium oxide based pigments are macro and mesoporous materials. Effects of dopant concentration on colors of pigments were investigated by color spectrophotometer. It was seen by color measurements that chromium oxide doped zirconium oxide and gadolinium oxide based pigments are green, cerium oxide doped pigments are pale orange and neodymium oxide doped inorganic pigments are blue.