Farklı yöntemler kullanılarak grafen oksit sentezin karakterizasyonu
Characterization of graphene oxide synthesis using different methods
Yazar: ABOUBAKAR IBRAHIM MOHAMED
Danışman: PROF. DR. AHMET YARTAŞI
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Katalitik reaksiyon = Catalytic reaction ; Sıvı faz sentezi = Liquid phase synthesis ; İndirgenme reaksiyonu = Reduction reaction

Özet:
Grafitten grafen oksit sentezinde, Brodie, Staudemeair, Hummers ve Modifiye Hummers yöntemlerinin, kıyaslanmasının hedeflendiği bu çalışma, dört aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada Brodie yöntemi, ikinci aşamada Staudenmeair yöntemi, üçüncü aşamada Hummers yöntemi ve son aşamada ise Modifiye Hummers yöntemi ile çalışılmıştır. Her aşamada deney öncesinde grafite uygulanan üç farklı ön işlemin etkisi üzerinde yoğunlaşılmıştır. Birinci durumda grafite herhangi bir ön işlem yapılmamıştır. İkinci durumda grafite ultrasonikasyon işlemine tabi tutulmuştur. Üçüncü durumda ise grafit örneği 200ºC'de 3 saat boyunca ön ısıtma işlemi gerçekleştirilmiştir. Grafen oksit sentezinin karakterizasyonu için altı adet kalite kriteri incelenmiştir. İncelenen kalite kriterleri sırasıyla, EDX analiziyle; karbonun oksijene atomik oranı (C/O), RAMAN analizi ile D piki yoğunluğunun G piki yoğunluğuna oranı (ID/IG), BET analizi ile yüzey alanı ölçümü (YA), ZETA-SIZER analizi ile parçaçık boyutu dağılım (PB) analizi, polidispersite indeks (PDI) değeri ve zeta potensiyeli (ZP) ölçümü olarak belirlenmiştir. Kalite kriterlerinin performansları birlikte değerlendirildiğinde, Modifiye Hummers yöntemi ile sentezlenen grafen oksitin perfomansı diğer yöntemlere göre sentezlenen grafen oksitten çok daha iyi çıkmıştır. Bu şartlara göre C/O = 1.81, ID/IG = 0.74, Y.A = 42.54 m*m/g,  PB = 128 nm,  PDI = 0.54, ZP = -40.10 mV. olarak elde edilmiştir.

Abstract:
This study, which aims to compare the methods of Brodie, Staudemeair, Hummers, and Modified Hummers in graphene oxide synthesis from graphite, consists of four stages.    In the first step, the Brodie Method, the Staudenmeair Method in the second step, the Hummers Method in the third step, and the Modified Hummers Method in the last step, graphene oxide synthesis has been studied using the Modified Hummers Method in the second stage. At each stage, the effect of three different pretreatments applied to graphite has concentrated on the effect of the experiment. In the first case, no pre-treatment of graphite has carried out. In the second case, graphite has applied to the ultrasonication process. In the third case, the graphite sample is preheated at 200ºC for  3 hours. Six quality criteria have been analyzed for the characterization of graphene oxide synthesis. The quality criteria have been analyzed, the atomic ratio of carbon to oxygen (C/O) by EDX analysis, the ratio of the peak density D to the peak density G (ID/IG) by RAMAN analysis, surface area measurement (YA) by BET analysis, particle size distribution (PB) analysis, polydispersity indeks (PDI) value and zeta potential (ZP) by ZETA-SIZER analysis. The performance of the quality criteria has evaluated together, the performance of the GO-MH1 coded experiment is better than other experiments. According to this condition, C/O = 1.81, ID/IG = 0.74, Y.A = 42.54 m*m/g,  PB = 128 nm,  PDI = 0.54, ZP = -40.10 mV.