Farklı boyar maddelerle katkılanmış grafen kompozit kağıt elektrotların hazırlanması ve amperometrik sensör uygulamaları
Preparation of graphene composite paper electrodes doped with different dyes and their amperometric sensor applications
Yazar: ZERİŞ AKSU
Danışman: DOÇ. DR. MURAT ALANYALIOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, grafen oksit (GO) yapısına, fenazin grubundan nötral kırmızı ve safranin, fenotiyazin grubundan metilen mavisi ve tiyonin, fenoksazin grubundan nil mavisi A ve brilliant kresil mavisi, ksanten grubundan pyronin Y ve rodamin B, akridin grubundan akriflavin, tiyazol grubundan tiyoflavin T boyar maddeleri katkılanarak müstakil ve esnek özelliklere sahip kompozit kağıt elektrotlar hazırlandı. Kompozit kağıt elektrotların hazırlanmasında, GO ve boyar madde içeren süspansiyonlar membran üzerinden vakum filtrasyonu yöntemi ile filtre edildi ve yapıdaki GO'nun indirgenmiş grafen oksite (rGO) dönüşümü için HI ile muamele edilerek rGO/boyar madde kağıtları hazırlandı. Hazırlanan tüm kompozit elektrotların karakterizasyonu için taramalı tünelleme mikroskopi, taramalı elektron mikroskopi, elektron dağılımlı spektroskopi, X-ışınları difraksiyonu, UV-görünür bölge absorpsiyon spektroskopi, fourier dönüşümlü infrared spektroskopi, Raman spektroskopi, elektrokimyasal impedans spektroskopi, dört nokta iletkenlik ölçümü, dönüşümlü voltametri ve kronoamperometri teknikleri kullanıldı. Tüm boyar madde katkılı grafen kağıt elektrotlar kullanılarak nitritin (NO2-) elektrokatalitik oksidasyonu gerçekleştirildi ve akriflavin katkılı grafen kağıt elektrotun en iyi elektokatalitik etkiye sahip olduğu belirlendi. Amperometrik nitrit sensörü olarak rGO/akriflavin kağıt elektrotun oldukça geniş doğrusal çalışma aralığına ve nispeten iyi bir tayin limitine sahip olduğu tespit edildi. Hazırlanan rGO/akriflavin sensörün en önemli avantajı esnek ve dayanıklı olması nedeniyle modüler uygulamalara uyumlu olmasıdır.

Abstract:
In this study, free-standing and flexible composite paper electrodes were prepared by doping graphene oxide (GO) with different dye molecules; neutral red and safranin from phenazine group, methylene blue and thionine from phenothiazine group, nil blue A and brilliant cresyl blue from phenoxazine group, pyronin Y and rhodamine B from xanthene group, acriflavine from acridine group, thioflavine T from thiazole group. For this purpose, composite paper electrodes were prepared by vacuum filtration of suspensions containing GO and dye through a membrane. Then, GO was chemically reduced to reduced graphene oxide (rGO) in the GO/dye papers structure with HI treatment procedure to prepare rGO/dye papers. Characterization of these composite papers was carried out by using scanning tunneling microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, powder X-ray diffraction spectroscopy, UV-visible absorption spectroscopy, fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, electrochemical impedans spectroscopy, four point probe conductivity measurements, cyclic voltammetry, and chronoamperometry techniques. All composite papers were tested for electrocatalytic oxidation of nitrite (NO2-) and it was determined that the acriflavine doped graphene paper electrode exhibited the best electrocatalytic effect. The rGO/acriflavine paper exhibited wide linear range and relatively good detection limit as an amperometric nitrite sensor. The most important advantage of this sensor is to have a high flexibility and stability, which makes it suitable for modular applications.