Elektrokimyasal yöntemle sentezlenen polianilin-p-toluen sülfonat iletken polimerinin elektromanyetik ışın absorpsiyon davranışlarının incelenmesi
Investigation of electromagnetic radiation absorption behaviour of polyaniline-p-toluene sulphonate conducting polymer by synthesized electrochemical method
Yazar: SELÇUK MAMAŞ
Danışman: PROF. DR. KADİR PEKMEZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında; anilinin asetonitril çözücüsü içerisinde elektrokimyasal yolla ve potansiyodinamik yöntemle elektropolimerizasyonu gerçekleştirilerek Polianilin    p-toluen sülfonat (PANI-PTS) filmleri elde edilmiştir. Bu amaçla p-toluen sülfonik asit (PTSA) ve p-toluen sülfonat (PTS) çözeltileri ile tetra n-butil amonyum p-toluen sülfonat (TBA-PTS) destek elektrolit çözeltileri kullanılmıştır. Elektrot yüzeyine biriktirilen PANI'nin karakterizasyon işlemleri UV-vis-NIR spektroskopisi, FT-IR ve Raman Spektroskopisi ile Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Bu kapsamda; UV-vis-NIR ve IR bölgedeki potansiyele bağlı davranışları ilk defa incelenmiş, NIR bölgede gözlenen şiddetli absorpsiyon bantları zincirler arası yük transfer geçişleri ile açıklanmıştır. PANI'in elektronik ve manyetik üstün özelliklerinin; UV-vis-NIR ve IR bölgesindeki elektromanyetik radyasyon (EMR) ile etkileşimi üzerinde büyük ölçüde etkili olduğu görülmüştür. SEM fotoğraflarında; elde edilen polimer filmlerinin lifli yapıda ve nanofiber formunda olduğu gözlenmiştir. Altın (Au) dört uçlu (four probe) elektrot yüzeyine yine elektrokimyasal yöntemle biriktirilen PANI-PTS filminin iletkenlik değerleri ölçülmüş ve bu kapsamda literatürdeki en yüksek iletkenlik değerine (5.6x103 S/cm) ulaşılmıştır. Ayrıca iletkenlik değerlerinin pH ve gerilime bağlı olarak tersinir davranış gösterdiği gözlenmiştir. Platin (Pt) disk ve İndiyum Kalay Oksit (ITO-PET) üzerine biriktirilen PANI filmlerinin elektrokromik davranışları ayrıntılı olarak incelenmiş ve farklı PANI formlarına ait renklerin in-situ ortamda çok net bir şekilde elde edilebildiği ve gerilime bağlı tersinir olarak kontrol edilebildiği belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis; Polyaniline p-toluene sulphonate (PANI-PTS) films were obtained  by the electropolymerization of aniline in acetonitrile solvent using electrochemical method. For this purpose, solutions of p-toluene sulfonic acid (PTSA) and p-toluene sulphonate (PTS) and tetra n-butyl ammonium p-toluene sulphonate (TBA-PTS) supporting electrolyte solutions were used. Characterization processes of PANI deposited on the electrode surface were performed using UV-vis-NIR Spectroscopy, FT-IR and Raman Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM) methods. In this context; UV-vis-NIR and IR-related behaviors were investigated for the first time, and the strong absorption bands observed in the NIR region were explained by the charge transfer between the chains. The electronic and magnetic superior features of PANI has been shown to be highly effective on the interaction with the electromagnetic radiation (EMR) in the UV-vis-NIR and IR region. In SEM images; it was observed that the polymer films obtained were in the form of nanofibers. Conductivity values of PANI film which is deposited by electrochemical method were measured on Gold (Au) four-probe electrode surface and the highest conductivity value was reached in the literature. In addition, conductivity values were observed to show reversible behavior due to pH and voltage. The electrochromic behaviors of PANI films deposited on the platinum (Pt) disc and Indium Tin Oxide (ITO-PET) were investigated in detail and it was determined that the colors of different PANI forms can be obtained very clearly in the in-situ environment and can be reversibly controlled due to voltage.