Dikarboksilik asit organik bağlayıcılar içeren metal organik kafes yapıların sentezi ve gaz sensör özelliklerinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: GÜNSELİ GÜNEY

Danışman: Semih Gördük

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Artan teknoloji ile beraber yeni kimyasal madde sentezine ve özelliklerinin incelenip, uygulama alanları için kullanılabilirliğine ihtiyaç duyulmaktadır. Yeni bir malzeme sınıfı olan metal organik kafes yapılar (MOF) veya gözenekli koordinasyon polimerleri nanogözenekliliğe sahip olup adsorpsiyon kapasiteleri yüksek olması ve kimyasal dayanıklılığı, kararlılığı sayesinde ilgi çekmektedir ve birden çok uygulama alanında kullanımına sahiplerdir. Bu uygulama alanlarından biri olan sensör teknolojileri, hedef moleküllerin ortam havasına yayılmadan önce bile düşük konsantrasyonlarda algılama yetenekleri sayesinde uçucu organik bileşiklerin insan ve çevre sağlığı üzerinde oluşabilecek zararlı etkilerinin önüne geçilmesi beklenmektedir. Bu kapsamda hazırlanan tez çalışmasında, MOF yapıları kullanılarak SAW sensörler ile uçucu organik bileşiklerin (UOB) tespiti araştırılmıştır. Tez çalışması 2 kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda farklı geçiş metali içeren 2-aminotereftalik asit ve 2,6-piridin dikarboksilik asit organik bağlayıcılı 6 adet MOF yapısı; Bakır(II) esaslı MOF (1) ve MOF (2), Zirkonyum(IV) esaslı MOF (3) ve MOF (4), Nikel(II) esaslı MOF (5) ve Kadmiyum(II) esaslı MOF (6) sentezleri gerçekleştirildi. MOF yapılarının karakterizasyonu elementel analiz, FT-IR, toz XRD, RAMAN, UV-DRS, SEM, EDS, TGA teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Tez çalışmasının ikinci kısmında, MOF yapıları kütleye duyarlı sensör olan SAW sensörü üzerine damlatma metodu ile kaplandı ve kontrollü laboratuvar koşulları altında 7 ayrı konsantrasyona sahip 10 farklı UOB analitlerine (izovaleraldehit, diasetil, 2-pentanon, n-bütiraldehit, aseton, n-hekzan, kloroform, metil salisilat, sek-bütilamin, etil bütirat) ve neme karşı ölçümleri gerçekleştirildi. Nemsiz ortamda UOB'ler saf gaz olarak ve nemli ortam (%30, %50 ve %66-70-80) koşullarında ölçümlere tabi tutuldu. MOF yapıları kaplı SAW sensörlerin UOB analitleri seçicilikleri ve hassasiyetleri araştırıldı. İzovaleraldehit ve metil salisilat analitlerine karşı tepki göstermeyen MOF yapıları, etil bütirat, n-hekzan, aseton, 2-pentanon ve kloroforma kayda değer yanıt verirken, düşük tespit limitlerinde nem ve etil bütirata karşı seçici davrandıkları görüldü. En düşük tespit limiti neme karşı 6,03 ppm olarak MOF (6) yapısı tarafından belirlenirken, etil bütirat için 90,05 ppm olarak MOF (1) yapısı tarafından belirlendi.