Bor nitrür kuantum noktaları ile katkılı polimer nanokompozitlerinin sentezi ve potansiyel uygulamaları
Synthesis and potential applications of boron nitride quantum dots doped polymer nanocomposites
Yazar: PINAR EMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU KURU
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bor nitrür kuantum noktaları (BNQDs) biyouyumlu olmaları, benzersiz kimyasal, optik ve fiziksel özellikler göstermeleri sebebiyle özellikle biyoalgılama, sensör, fotokataliz, kemoterapi, biyolojik görüntüleme ve metal iyonlarının tespiti gibi alanlarda yaygın bir kullanım alanı bulmuşlardır. Bu tez çalışması, BNQDs katkısının polivinil bütiral (PVB) nanokompozitlerinin optik özellikleri üzerindeki etkisini incelemektedir. Tez çalışmasında gelişmiş UV koruması ve yüksek fotolüminesans özelliklerine sahip polimer nanokompozit filmler başarıyla sentezlenmiştir. Polimer nanokompozit filmler, basit bir çözelti oluşturma ve döküm yöntemi ile polimere farklı oranlarda (%0,025, %0,25, %0,4) BNQDs'ler eklenerek üretilmiştir. Filmler farklı UV bozunma sürelerinde (24, 72, 170, 240 saat) bozundurulmuş ve UV koruyucu özellikleri test edilmiştir. BNQDs/PVB nanokompozitlerinin yapısal, morfolojik, optik ve kimyasal etkileşimi Taramalı elektron mikroskobu (SEM), Geçirimli elektron mikroskobu (TEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrofotometresi (FTIR), mikro-Raman spektroskopisi, ultraviyole ve görünür (UV-Vis) ve fotolüminesans (PL) analizleri ile belirlenmiştir. TEM görüntüleri, PVB polimer matrisinde kuantum noktalarının iyi dağılımını doğrulamıştır. %0,25 ve %0,4 BNQDs ile katkılanmış polimer kompozitler, UV bölgesindeki geçirgenliği sırasıyla yaklaşık %69 ve %95 oranında azaltarak mükemmel UV koruma özellikleri göstermiştir. Polimer içerisine BNQDs'lerin katkısı arttıkça, neredeyse hiç emisyon göstermeyen saf PVB filminin PL emisyonu önemli ölçüde artış göstermiştir.

Abstract:
Boron nitride quantum dots (BNQDs) have found widespread use in areas such as biosensing, sensors, photocatalysis, chemotherapy, biological imaging and detection of metal ions due to their biocompatibility and unique chemical, optical and physical properties. The present study focused on the effect of BNQDs as a filler on the optical properties of polyvinyl butyral (PVB) nano composites. In this study, polymer nanocomposite films with advanced UV protection and high photoluminescence properties were successfully synthesized. Polymer nanocomposite films were produced by adding BNQDs to the polymer in different ratios (0.025 %, 0.25 %, 0.4 %) by a simple solution forming and casting method. The films were decomposed at different UV degradation times (24, 72, 170, 240 hours), and their UV protective properties were tested. The structural, morphological, optical and chemical interaction of BNQDs/PVB nanocomposites was confirmed by Scanning electron microscope (SEM), Transmission electron microscope (TEM), Fourier transform infrared spectrophotometer(FTIR), micro-Raman spectroscopy, ultraviolet and visible (UV–Vis), and photoluminescence (PL) analyzes. TEM images confirmed the good distribution of quantum dots in PVB polymer matrix. Polymer composites doped with 0.25% and 0.4% BNQDs show excellent UV-shielding properties as the transmittance in the UV region decreased about 69% and 95%, respectively. As the addition of BNQDs into the polymer increased, the PL emission of the pure PVB film, which showed almost no emission, increased significantly.