Paladyum nanoparçacıkların üretimi için matris olarak poli(vinilpirolidon) (PVP) aşılanmış silika sentezi ve aşı uzunluklarının katalitik aktiviteye etkisinin araştırılması

Bu tez çalışmanın amacı, silika yüzeyine bağlı stabilize edici polimer fırçaların zincir uzunluğunun, metalik paladyum nanopartiküllerinin (NP'ler) oluşumu ve katalitik aktivitesi üzerindeki etkisini araştırmaktır. Çok ince bir kabuk oluşturan poli(vinil pirolidon) (PVP) fırçalar, silika mikropartiküllerinden Tersinir Eklenme Parçalanma Zincir Transferi (RAFT) aracılı aşı polimerizasyonu yöntemiyle aşılanmış (Si@PVP), böylece PVP aşıların moleküler ağırlıkları ve yapıları kontrol edilmiştir. PVP stabilize edici matris içinde paladyum Pd(Ⅱ) iyonlarının gamma radyolizi ile metalik Pd(0)'a indirgenmesi sayesinde, Pd nanoparçacıkları ile dekore edilmiş çekirdek-kabuk formunda parçacıklar (Si@PVP-PdNP) elde edilmiştir. Büyüklükçe Ayırma Kromotografisi (BAK) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) sonuçları silika üzerinde farklı molekül ağırlıklarına sahip PVP fırçalarının oluştuğuna yönelik sonuçlar vermiştir. Dinamik Işık Saçılımı (DLS) ve Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM) ölçümleri, artan PVP aşı uzunluklarının, Pd nanoparçacılarının büyümesini sterik olarak engelleyerek daha fazla sayıda küçük Pd nanoparçacıklarının oluşumuna sebep olduğunu görtermiştir. Farklı PVP uzunluklarına ve Pd nanoparçacık boyutlarına sahip olan Si@PVP-PdNP örnekleri, model olarak seçilen 4-nitrofenol'ün 4-aminofenol'e indirgenme reaksiyonunda katalitik aktiviteleri ve yeniden kullanılabilirlikleri açısından değerlendirilmiştir. Yüksek mol kütleli polimer zincirlerinin aşılandığı yapılarda daha küçük nanoparçacıklar oluşsa da, uzun aşı zincirlerinin bu nanoparçacıkların çözeltiye sızmalarını sterik olarak önlemede daha etkili oldukları, ancak yine de reaktiflerin difüzyonuna izin vermeleri sayesinde tekrarlanan ölçüm döngülerinde daha kararlı aktivite sağladıkları görülmüştür. Öte yandan, kısa aşı zincirlerinin nanoparçacıkların aglomerasyonunu ve sızıntısını önlemede yeterince etkili olmadıkları ortaya konmuştur. Bu bulgular, yüzeye bağlı polimerik stabilizatörlerin, özellikle heterojen katalizör sistemlerinde kullanımlarında, nanoparçacık oluşumu ve katalitik aktivite üzerinde etkilerini göstermeleri bakımından önemlidir.