Kobalt-nikel nanopartiküllerinin ve karbon içerikli nanokompozitlerinin sentezi ve incelenmesi
Synthesis and investigation of cobalt-nickel nanoparticles and their carbon containing nanocomposites
Yazar: EMRE KARADUMAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET BURÇİN PİŞKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Kobalt-nikel çekirdek/karbon temelli kabuk yapılı nanopartiküller, oda sıcaklığında karbon içerikli destek şablonu kullanılarak veya kullanılmayarak, kimyasal borhidrür redüksiyonu ile  0,2M NaBH4, 0,1M CoCl2.6H2O ve 0,1M  NiCl2.6H2O sulu çözeltileri kullanılarak farklı Co:Ni (1:4, 1:1, 1:4) oranlarında hazırlanmıştır. Destek olarak, β-siklodekstrin (β-CDx) varlığında florürleştirlmiş grafit (CF) kullanılmıştır. Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ve Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS) yüzey morfolojisini ve elementsel bileşimi belirlemek için uygulanmıştır. SEM görüntülerine göre, sentezlenmiş nanopartiküller manyetik etkileşimlerden dolayı küresel kümelenme göstermektedir. Reaksiyon çözeltisinde ayarlanan Co:Ni (1:4, 1:1, 4:1) oranları Co-Ni nanopartiküllerde meydana gelmiştir. Ayrıca; elde edilen nanopartiküller X-ray difraktometresi (XRD) ve orta infrared (kızılötesi) bölgede (4000–400 cm-1) Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) ile de incelenmiştir. XRD analizleri amorf yapılı Co-Ni nanopartiküllerin oluştuğunu ispatlarken, FTIR spektrumu O-H, C-O, C-H, B-O, B-H, Co-O, Ni-O gibi farklı kimyasal bağların nanopartikül yüzeyindeki varlığını göstermiştir. Sentezlenmiş Co-Ni nanopartikül tozlarının manyetik özellikleri titreşimli numune manyetometre (VSM) ile oda sıcaklığında ölçülmüştür. Manyetik doygunluk Ms [emu/g] ve artık mıknatıslanım Hc [Oe] maksimum manyetik alan etkisinde ölçülmüştür. Bu Co-Ni nanopartikül tozlarının yeterli manyetik özellikte olduğu saptanmış ve tanı araçları ve kanser ve diğer hastalıklar için akıllı tedavi yöntemleri gibi biyomedikal uygulamalarda kullanılabilecekleri belirlenmiştir.

Abstract:
Co-Ni core/carbon-based shell nanoparticles are synthesized at room temperature with and without the help of a template technique using a carbon-containing support through a chemical borohydride reduction with 0.2M NaBH4 in a mixture of aqueous solutions of 0.1M CoCl2.6H2O and 0.1M NiCl2.6H2O at a different ratio Co:Ni (1:4, 1:1, 4:1). As a support, fluorinated graphite (CF) is used in the presence of β-cyclodextrin (β-CDx). Both Scanning electron microscopy (SEM) and Energy dispersive spectroscopy (EDS) analyses are carried out to determine the morphology and surface elemental composition. The SEM images show that the synthesized nanoparticles are spheroidal assemblies, because of magnetic interaction forces. The ratio Co:Ni (1:4, 1:1, 4:1) set in the reaction solution is reproduced in the Co-Ni nanoparticles. The prepared nanoparticles are also investigated by the help of X-ray diffraction (XRD) and Infrared spectroscopy with Fourier transformation (FTIR) in the mid-Infrared region (4000–400 cm-1). XRD analysis proves the formation of amorphous Co-Ni nanoparticles. FTIR spectra establish the existence of different chemical bonds such as O-H, C-O, C-H, B-O, B-H, Co-O, Ni-O in the corresponding atom groups situated on the nanoparticle surface. Measuring the magnetization of the synthesized Co-Ni nanoparticle nanopowders is carried out using a Vibrating Sample Magnetometer (VSM) at room temperature. The saturation magnetization, Ms [emu/g] and the coercivity, Hc [Oe] were measured in maximum magnetic field.  These Co-Ni nanoparticle powders reveal a good magnetic behavior, which would be applicable for biomedical applications as diagnostic tools and smart treatment agents in cancer and other diseases.