Farklı doğal karbon kaynaklar kullanılarak karbon kuantum noktalarının sentezi; karakterizasyonu ve metal iyon sensör özelliklerinin araştırılması
Synthesis of carbon quantum dots using different naturel carbon sources; characterization and investigation of metal ions sensing properties
Yazar: HACI VELİ KALMIŞ
Danışman: DOÇ. DR. HASAN ESKALEN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Nano yapı = Nano structure ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sensörler = Sensors

Özet:
Günümüzde bilim ve teknoloji alanındaki gelişmelerin hızla artmasıyla benzersiz yapıda malzemelerin geliştirilmesinde de önemli bir artış olmuştur. Bu malzemelerden en çok çalışılan ve üzerinde araştırma yapılanlardan biriside nano yapılı malzemelerdir. Bu nano yapılı malzemelerin genç ve özgün üyesi olan karbon noktalar (KN) tesadüfen keşfedilmiştir. Karbon noktalar suda çözünme, biyouyumluluk, toksik olmama, çevre dostu, kolay üretilebilir ve fotokararlılık v.b. gibi üstün, eşsiz ve mükemmel özellikleri sahiptir. Bu özellikler sayesinde araştırmacıların ilgi odağı olmuştur. Karbon noktaların bu olağanüstü özellikleri akıllı ilaç, biyo-görüntüleme, sensör ve güneş pilleri gibi birçok uygulama alanında kendisine yer bulmuştur. Bu uygulama alanlarının sayısı da gün geçtikçe artmaktadır. 
Doğada bulunan birçok materyalde karbon elementi bol miktarda bulunmaktadır. Bu nedenle karbon noktalar için yasemin ağacı yaprağı, yeni dünya ağacı yaprağı, gojiberi meyvesi ve nar kabuğu gibi doğal karbon kaynakları seçilmiştir. Karbon noktaların üretilmesinde doğal karbon kaynaklarının tercih edilmesini nedeni çevre dostu, düşük maliyetli olması, basit sentez yöntemleri gibi özelliklerinden sayılabilir. Ayrıca, karbon noktaların üretiminde yanma yöntemi, hidrotermal yöntem ve solvotermal yöntem kullanılmıştır. Elde edilen karbon noktaların karakterizasyon işlemleri Ultraviyole Görünür Spektroskopi (UV-Vis), Taramalı Elektron Transmitance Elektron Mikroskobu (TEM), X- Işını Difraksiyon Analizi (XRD), UV Test Kabini, X–Işını fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Fotolüminesans Spektrometre (PL), Forier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometre (FT-IR) teknik ve cihazları kullanılarak analiz edilmiştir. 
Yasemin ağacı yaprağı, yeni dünya ağacı yaprağı, gojiberi meyvesi ve nar kabuğundan elde edilen karbon noktaların karekterizasyon işlemlerin sonucunda yapısal ve optik özellikleri, floresans gibi özellikleri araştırılmıştır. Elde edilen karbon noktalarının detaylı fiziksel ve kimyasal karakterizasyonu yapılmış, metal iyon sensörü ve floresans mürekkep uygulama alanlarında kullanılabilirliliği araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında, biyokütle atıklarını değerli karbon noktalara dönüştürülmesi için sürdürülebilir bir yaklaşım sunmaktadır.

Abstract:
Nowadays, with the rapid increase in developments in science and technology, there has been a significant increase in the development of materials with unique structures. One of the most studied and researched of these materials is nano-structured materials. Carbon dots (CD), the young and original member of these nanostructured materials, were discovered by chance. Carbon dots have superior, unique and excellent features such as water soluble, biocompatibility, non-toxic, environmentally friendly, easy to produce and photostability. Thanks to these features, it has been the focus of attention of researchers. These extraordinary properties of carbon dots have found a place in many application areas such as smart medicine, bioimaging, sensors and solar cells. The number of these application areas is also increasing day by day. 
Carbon is abundant in many materials found in nature. Therefore, natural carbon sources such as jasmine tree leaf, new world tree leaf, goji berry fruit and pomegranate peel were chosen for carbon dots. Natural carbon sources are preferred in the production of carbon dots since they are environmental friendly, low cost, and simple synthesis methods. In addition, combustion method, hydrothermal method and solvothermal method were used in the production of carbon dots. Characterization processes of obtained carbon dots Ultraviolet Visible Spectroscopy (UV-Vis), transmission electron microscopy (TEM), X- Ray Diffraction Analysis (XRD), UV Test Cabinet, X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Photoluminescence Spectrometer (PL) ) were analyzed using Forier Transform Infrared Spectrometer (FT-IR) technique and instruments. 
As a result of the characterization processes of carbon dots obtained from jasmine tree leaf, new world tree leaf, goji berry fruit and pomegranate peel, their structural and optical properties, such as fluorescence, were investigated. Detailed physical and chemical characterization of the obtained carbon dots has been synthesized, and its usability in metal ion sensor and fluorescent ink application areas has been investigated. This thesis presents a sustainable approach to convert biomass waste into valuable carbon dots (CDs).