Hidrotermal metot ile üretilen hidroksiapatit nanoyapıların reaksiyon süresi ve ısıl işlem ile kontrolü
Reaction time of hydroxyapatite nanostructures produced by hydrothermal method and control by heat treatment
Yazar: MEHMET ARSLAN
Danışman: PROF. DR. SERMİN OZAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Üretim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada hidrotermal yöntem ile hidroksiapatit üretimi gerçekleştirilerek reaksiyon süresinin ve üretilen numunelere uygulanan ısıl işlemin,  Nanoboyutlu tozların yapısal özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Hidrotermal yöntemde reaksiyon süresi morfolojiyi etkileyen en önemli parametreler arasındadır.
0.01 M Ca(NO3)2.4H2O çözeltisine ileve edilen 0.006 M P2O5 çözeltisi ile elde edilen yeni çözelti, pH değeri 11 olan kalsiyum nitrat ve fosfor penta oksit çözeltilerinden  sabit sıcaklıkta (180 ºC)  farklı reaksiyon sürelerinde (6,12, 18 ve 24 sa) hidroksiapatit nanopartikülleri hidrotermal sentez yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen tozların karakterizasyonları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), EDX, X-Işını (XRD) ve UV-Vis çalışmaları ile incelenmiştir. Bu çalışmalar sonucunda, hidroksiapatit nanopartiküllerinin aglomera şeklinde olduğu görülmüş, herhangi bir safsızlık gözlenmemiştir ve yasak enerji değerleri 3.72 eV ve 4.05 eV aralığında olduğu tespit edilmiştir. Tez çalışmamızın amacı, hidrotermal sentez yöntemi ile farklı kristal boyutlarına sahip nanoparçacıklar üreterek bu parçacıkların, morfolojik ve optik özelliklerini inceleyerek optimum sentezleme süresini belirlemektir. İlaveten üretilen nanoparçacıklara uygulanan ısıl işlemle de  ısıl işlemin kristal boyutu,morfoljik yapı ve optik özellikler üzerindeki etkisi incelenecektir. Üretilen Hidroksiapatitlerin yasak enerji aralıkşarına bakılarak fotokatalitik uygulamalar için uygun olup olmadığına bakılacaktır.

Abstract:
Working temperature is the most important parameter affecting particle size and morphology in nanosized powder production. By increasing the working temperature, agglomeration formation is observed and it is thought that larger particles may be formed as a result.
A new solution was obtained by adding 0.006 M P2O5 solution to 0.01 M Ca (NO3) 2.4H2O solution. With this solution, Hydroxyapatite nanoparticles were produced from calcium nitrate and phosphorus penta oxide solutions with pH values of 11 at constant temperature (180 ºC) and at different holding times (6,12, 18 and 24 hours) by the Hydrothermal Synthesis Method.The characterizations of the produced powders were examined by Scanning Electron Microscope (SEM), EDX, X-Ray (XRD) and UV-Vis studies. As a result of these studies, it was observed that Hydroxyapatite nanoparticles were in the form of agglomerate, no impurity was observed, and forbidden energy values were found to be between 3.72 eV and 4.05 eV. The aim of our thesis is to improve the electronic, optical, magnetic and thermal properties of nanoscale powders and to contribute to their use in these fields. The aim of our thesis is to produce nanoparticles with different crystal sizes using the hydrothermal synthesis method and determine the optimum synthesis time by examining the morphological and optical properties of these particles. In addition, the effect of heat treatment on the crystal size, morphological structure and optical properties will be examined with the heat treatment applied to the produced nanoparticles. It will be checked whether the hydroxyapatites produced are suitable for photocatalytic applications by looking at the forbidden energy ranges.