M1-xYx/Au-M1-xYx/Fe2O3 (M: Ni, Co; Y: Cu, Gd) zincir-tipi çekirdek/kabuk manyetik nanoparçacıkların yapısal, manyetik ve katalitik özelliklerinin araştırılması

Bu çalışmada, (FM)1-xYx, (FM)1-xYx/A çekirdek/kabuk ve (FM)1-xYx/Au-(FM)1-xYx/Fe2O3 (FM: Ni ve Co, Y: Cu ve Gd, A: Au ve α-Fe2O3) (0.0≤x≤0.25) zincir-tipi çekirdek/kabuk manyetik nanoparçacıklar (MNP) modifiye edilmiş poliol indirgeme yöntemi ile başarılı bir şekilde sentezlendi. Öncelikle uygun Cu ve Gd konsantrasyonun belirlenmesi için Ni ve Co'ya katkılama yapıldı. Üretilen çekirdek MNP'lerin yapısal, morfolojik, manyetik ve elektrokatalitik özellikleri incelendi. Manyetik ve katalitik özellikler açısından en uygun çekirdek MNP olarak Ni0.75Cu0.25, Ni0.95Gd0.05, Co0.85Cu0.15 ve Co0.85Gd0.15 belirlendi. Bu çekirdekler kullanılarak sentezlenen Ni-tabanlı çekirdek/kabuk zincir-tipi MNP'lerin XRD analizlerinden Fm3 ̅m uzay grubuna ait kübik yapıya sahip oldukları belirlendi. Co-tabanlıların ise hem P63/mmc uzay grubuna ait hcp Co hemde Fm3 ̅m uzay grubuna ait fcc Co kristal fazlarının birlikte oluştuğu belirlendi. SEM görüntülerinden zincir-yapıların birikmeye eğilimli oldukları gözlendi. Sıcaklığa bağlı mıknatıslanma (M-T) ölçümlerinden Ni-tabanlı zincir yapılarda oda sıcaklığında ferromanyetik-paramanyetik faz geçişi gözlendi. Manyetik alana bağlı mıknatıslanma (M-H) ölçümlerinden oda sıcaklığında süperparamanyetik davranış gösterdikleri ve doyum mıknatıslanmalarının (Ms) çekirdek yapılara göre 300 K'de yaklaşık iki kat arttığı saptandı. Co-tabanlı zincir-tipi yapıların M-T ölçümlerinden 10-300 K sıcaklık aralığında manyetik faz geçişi gözlenmedi. Buna bağlı olarak, 25, 100 ve 300 K sıcaklıklarındaki Ms değerlerinde ciddi bir değişimin olmadığı belirlendi. Elektrokatalitik ölçümlerde zincir-tipi yapıların hidrojen-üretim-reaksiyonları (HER) aktivitesinin çekirdek MNP'lere göre üç kat daha fazla olduğu gözlendi. Bu tez kapsamında sentezlenen zincir tipi parçacık sistemi literatürde ilk defa çalışılmıştır. Elde edilen deneysel veriler hem manyetik hemde katalitik uygulamalarda kullanılabilir aday malzemeler olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, tez kapsamında elde edilen verilerin literatüre önemli katkı sağlayacağı düşünülmektedir.