Çökelme yöntemi ile alüminyum (Al) ve kobalt (Co) katkılı çinko oksit (ZnO) partikül üretimi
Aluminum (Al) and cobalt (Co) added zinc oxide (ZnO) particle production by precipitation method
Yazar: MİKAİL KARADÖL
Danışman: PROF. DR. MUHARREM İMAL
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Çağımızın en gözde teknolojilerinden biri olan nanoteknoloji, malzemelerin yapısında atomik boyuta inmemizi ve nanobilim ile farklı özelliklerin tanımlanmasını sağlamaktadır. Özellikle son dönemde yapılan çalışmalar ile insanoğlunun hayatında tekstil, uzay/havacılık endüstrisi, enerji, elektrik/elektronik, yapı ve inşaat, kimya, tıp, çevre ve gıda gibi birçok alanda devrim niteliğinde değişiklikler sağlayan nanoteknoloji bunu malzemelerin özelliklerine ve fonksiyonlarına atomik boyutta müdahale etme yetisine borçludur. Partikül üretim yöntemlerinden biri olan çökelme yöntemi, yüksek saflıkta, dar boyut aralığında, homojen bileşimde, küresel morfolojide ve aglomere olmamış nihai metalik, intermetalik, seramik ve kompozit yapılardaki nanopartiküllerin üretimini sağlamaktadır. Bunun yanı sıra uygulamalara elverişli ve nihai ürün oluşumunda ekonomik açıdan düşük maliyetler gerektirmektedir.
          Bu çalışmada; alüminyum (Al) katkılı çinko oksit (ZnO) ve kobalt (Co) katkılı ZnO  partiküllerinin çökelme yöntemi ile tek adımda üretilmiştir. Partiküllerin üretiminde kaplama malzemesi olarak poli etilen glikol kullanılmıştır. Başlangıç çözeltisi olarak, yüksek safiyette kobalt nitrat Co(NO3)2, alüminyum  nitrat Al(NO3)3 ve çinko nitrat Zn(NO3)2 metal tuzlarının çözeltileri hazırlanmıştır. Reaktör olarak kül fırın kullanılmıştır. 400, 600 800 ℃'de ve ayrıca oda sıcaklıklarında olmak üzere farklı kimyasal oranlarında partikül üretimi yapılmıştır. Elde edilen partiküllerin faz analizleri için X-ışınları difraktometresi (XRD), kimyasal bağ yapılarının tanımlanmasında Fourier Transform Infrared Spektrometresi (FTIR), boyut ve morfolojilerinin tespit edilmesi için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır.

Abstract:
Nanotechnology, one of the most popular technologies of our age, enables us to go down to atomic size in the structure of materials and to define different properties with nanoscience. Nanotechnology, which has revolutionized the lives of human beings in many fields such as textiles, aerospace industry, energy, electrical/electronics, building and construction, chemistry, medicine, environment and food, owes this to its ability to intervene in the properties and functions of materials at the atomic level. The precipitation method, one of the particle production methods, enables the production of nanoparticles with high purity, narrow size range, homogeneous composition, spherical morphology and non-agglomerated final metallic, intermetallic, ceramic and composite structures. In addition, it is suitable for applications and requires economically low costs in the formation of the final product.
In this study; aluminum (Al) doped zinc oxide (ZnO) and cobalt (Co) doped ZnO particles were produced in one step by precipitation method. Poly ethylene glycol was used as the coating material in the production of particles. High purity solutions of cobalt nitrate Co(NO3)2, aluminum nitrate Al(NO3)3 and zinc nitrate Zn(NO3)2 metal salts were prepared as starting solutions. A muffle furnace was used as a reactor. Particles were produced at different chemical ratios at 400, 600, 800 ℃ and also at room temperatures. X-ray diffractometer (XRD) was used for phase analysis, Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) for identification of chemical bond structures, scanning electron microscopy (SEM) for determination of size and morphology of the particles obtained.