Nanoreaktör sistemlerinde gümüş nanopartikül sentezi
Silver nanoparticles synthesis in nanoreactor systems
Yazar: ÖMER ALTINSOY
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR SALGIN
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Emülsiyonlar = Emulsions ; Gümüş = Silver ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Bu çalışmanın amacı, bir organik ortam kullanarak nano reaktör olarak adlandırılan ters misel sistemlerinde gümüş nanopartikül (AgNP) sentezini gerçekleştirmektir. AgNP'ler olağanüstü optik, elektrik ve termal özelliklere sahip olup fotovoltaiklerden biyolojik ve kimyasal sensörlere kadar geniş bir ürün yelpazesinde yer alır. Yığın formunda ve çok küçük boyutlara disperse edilmiş metalik gümüş birçok teknolojide giderek artan oranda önemli bir materyaldir. AgNP sentezi için ters misel yöntemi, uygun bir mikro çevre ve dar nanoparikül boyut dağılımı sağlar. Bu çalışmada, su/sürfaktan mol oranı (7.5?12.5), AgNO3 derişimi (25?100 mM), NaBH4 derişimi (20?80 mM) ve sürekli faz türü (i?oktan, n?heptan, n?pentan) gibi temel ortam parametrelerin AgNP boyutuna etkisi araştırılmıştır. Gümüş tuzu olarak AgNO3 ve indirgeyici ajan NaBH4 kullanılmıştır. Aynı zamanda AOT (100 mM) ters misel sistemleri hazırlamak için iyonik sürfaktan olarak kullanılmıştır. Ters misel sistemlerindeki su dolgularında AgNP oluşumu ve ayırma işlemi sonundaki metalik AgNP'ler nitel olarak UV?vis spektrofotometre ile analizlenmiştir. UV?vis absorpsiyon spektrumu gümüş nanopartikülerin oluşumuna karşı oldukça duyarlıdır çünkü 400 nm dalga boyu civarında nanoboyutlu gümüş partiküllerinin lokalize yüzey plasmon absorpsiyonundan kaynaklanan şiddetli bir absorbans piki göstermektedir. Hem ters miseldeki hem de suda disperse edilmiş metalik AgNP'lerin partikül boyut dağılım analizleri dinamik ışın dağılım tekniği ile belirlenmiştir. Tüm AgNP örneklerinin partikül boyutu dağılımı dar spekrumlu olduğu görülmüştür. Ayrıca her bir mikroemülsiyon sistemden elde edilen AgNP'lerin partikül boyularının oldukça mono dispers özellikte olduğu saptanmıştır. Sürekli faz türüne ve ortam koşullarına bağlı olarak AgNP'lerin partikül boyutları 14.76 nm ile 200.20 nm arasında değişmiştir. Buna ilaveten suda disperse edilmiş AgNP'lerde oldukça stabildi çünkü zeta potansiyel değerleri -30.8 mV'dan daha küçük olarak ölçülmüştür.

Abstract:
The main purpose of this work is the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) in the reverse micelle systems called as nanoreactor using an organic medium. AgNPs have unique optical, electrical, and thermal properties and are being incorporated into products that range from photovoltaics to biological and chemical sensors. Metallic silver, either in bulk form or finely dispersed, is becoming an increasingly important material in many technologies. The reverse micelle method for AgNP synthesis provides a favorable microenvironment and a narrow nanoparticle size distribution. In this work, the effect of main medium parameters as water/surfactant ratio (7.5?12.5), AgNO3 concentration (25?100 mM), NaBH4 concentration (20?80 mM), and continues phase types (i?octane, n?heptane and n?pentane) on the size of AgNPs was investigated. AgNO3 and NaBH4 were used a silver salt and a reducing agent, respectively. Ionic surfactant AOT (100 mM) was also used to prepare reverse micelle systems. The quality of silver nano particle formation in water droplets inside the reverse micellar systems was analyzed by UV?vis spectroscopy and also metallic AgNPs after separation process. UV?vis absorption spectrum is sensitive to the formation of silver nanoparticles because silver particles showed an intense absorption peak around 400 nm originating from the surface plasmon absorption of nanosized silver particles. Particle size distribution analyses of both in the reverse micelle and the metallic AgNPs dispersed in water was determined by dynamic light scattering technique. It was seen that all particle size distribution of AgNPs samples were narrow. Moreover,bAgNPs obtained from each micro emulsion system were very mono dispersed. Depending on continues phase types and medium conditions, the particle sizes of AgNPs changed from 14.76 nm to 200.20 nm. Moreover, AgNPs dispersed water is quite stable since its zeta potential values was measured smaller than -30.8 mV.