1.266
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Spectroelectrochemical investigation of platinum(II) complexes containing bidentate nitrogen and sulphur donor ligands
Cyclic and Linear Sweep Voltammetry techniques were applied to enlighten the electrochemical behaviour of 5,6-di-2-thienyl-2,3-dihydropyrazine coordinated platinum complexes, [Pt(NH3)Cl(L)]Cl.7,5H2O, [PtCl2(L)].H2O and [Pt(L)2]Cl2.0,5H2O in asymmetric, bis and cis geometry, respectively in DMF (Dimethyl formamide) at platinum electrode vs Ag/AgCl. Constant potential electrolysis of the platinum(II) complexes were carried out their oxidation peak potential and the spectral changes recorded in situ by using electronic absorption spectrophotometer in order to reveal the mechanism of the oxidation reaction. Electro oxidation of free ligand at 1.24 V generates a dimer. Elongated electrolysis of the ligand, on the other hand, yields the polymer of the thenyl pyrazine. Electrochemical oxidation of platinum complexes produce a radicalic complex cation, which is stabilized in asymmetric and cis geometries but unstable in bis geometry. Electrochemical reduction of the ligand and the platinum complexes suggested that the reduction of all these compounds involve pyrazine ring.
Pechini yöntemi ile lityum niyobat sentezi ve karakterizasyonun incelenmesi
Lityum niyobat (LiNbO3) (LN) mükemmel ferroelektrik, piezoelektrik, piroelektrik ve elektro-optik özellikleri sebebiyle elektronik endüstrisinde son yıllarda kullanımı artan bir maddedir. Czochralski metodu ile kristali üretilmekte, Nb2O5 ve Li2CO3 kullanılarak katı hal reaksiyonu ile yüksek sıcaklıklarda (>1000 ºC) toz olarak elde edilmektedir. Düşük sıcaklıklarda (<600 ºC) sol-jel, hidrotermal reaksiyon, eriyik tuz yöntemleri ile de LN sentezi mümkündür. Çalışmada kullanılan Pechini yöntemi, sitrik asit gibi çok fonksiyonlu bir karboksilik asidin etilen glikol varlığında metal iyonlarının şelatlanması esasına dayanmaktadır. Elde edilen polimerde metaller moleküler seviyede, homojen olarak dağılırlar ve polimerik jelin yakılması ile LN, toz olarak elde edilir. Polimerik jelin oluşumu ve yakma sonucunda elde edilen toz LN'ın özellikleri; polimerizasyon sıcaklığı ve süresi, sitrik asit/metal (CA/M+) ve sitrik asit/etilen glikol (CA/EG) mol oranlarına bağlı olarak değişiklik gösterir. Bu çalışmada, LN, Pechini metodu ile Li2CO3 (lityum karbonat), amonyum niyobat (v) okzalat hidrat (C4NNbO9.xH2O, ANO), sitrik asit (CA) ve etilen glikol (EG) kullanılarak sentezlenmiştir. CA/M+ mol oranı 3 olarak sabit tutulmuş olup; CA/EG mol oranı 0.25, 0.54, 1, 1.86 ve 4 şeklinde değiştirilmiştir. Polimerizasyon 75ºC'de 4 saatte gerçekleştirilmiştir. Elde edilen polimerik jel etüvde 110ºC'de polimerizasyonun gelişmesi için bekletilmiş, daha sonra 400-800ºC'ler arasında kalsine edilerek LN tozu saf olarak elde edilmiştir. Köpüklenme derecesinin tespiti için jeller fırında 250°C sıcaklıkta 30 dakika süresince tutulmuştur. Çalışmada, CA/EG oranının, jelin oluşumu ve sonrasında yakılması ile elde edilen LN tozunun yapısal ve şekilsel özelliklerine etkileri incelenmiştir. Polimerik jelin yapısı, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ile ısıl davranışı, Isıl Gravimetrik Analiz (TGA) yöntemiyle incelenmiştir. Toz ürünün yapısı, X-ışını Kırınımı (XRD) yöntemiyle belirlenmiştır. Yüzey morfolojisi; Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenerek, LN'ın yapısal karakterizasyon işlemi tamamlanmıştır. Yapılan incelemelere göre, artan CA/EG oranlarında relatif kristalinite artmış, tanecik boyutunda farklılık oluşmuştur. Son olarak, LN'ın kullanım alanlarından biri olan fotokatalitik etkinlik denemeleri yapılmıştır. Tekstil atık sularında bulunan bir boyar madde olan metiloranjın, LN kullanılarak giderilmesi incelenmiştir. LN ilavesi ile metiloranj çözeltisinde UV lambası altında kaydadeğer bir fotokatalitik etkinlik izlenememiştir. LN tozlarına gümüş (Ag+) eklenerek elde edilen yeni ürün ile fotokatalitik etkinlik artırılmıştır. Relatif kristalinitesi yüksek olan tozlarda %48.16 gibi yüksek etkinlik değeri izlenirken, CA/EG oranı 4 olan çalışma için % 9.66 gibi düşük bir değer bulunmuştur.
Elektrospinning yöntemi ile doğal selülozdan nanofiber elde edilmesi
Nanoteknoloji, yüzey uygulamalarında, elektrik-bilgisayar teknolojisinde, medikal alanlarda, havacılık-uzay araştırmalarında, biyoteknoloji-tarım ve çevre-enerji gibi çeşitli endüstrilerde kullanılarak nano ölçekli üstün özellik ve performansa sahip malzemelerin geliştirilmesini kapsamaktadır. Nanofiberlerin lif çapının nanometre düzeyinde olması, malzemenin yüzey/hacim oranını ve liflerin mekanik özelliklerini artırmaktadır. Nanoteknoloji, çevre ve enerji araştırmalarında artan küresel enerji talebinden ve dolayısı ile çevre üzerindeki etikisi, katma değerli ürünlerin üretilmesi için ham madde olarak yenilenebilir rezervlere ilgi göstermeye başlamıştır. Yenilenebilir biyokütle hammaddelerinden elde edilen plastikler ve kompozitler sentetik polimerleri değiştirmek ve fosil yakıtlara küresel bağımlılığı azaltmak için umut verici malzemeler olarak görülmektedir. Yenilenebilir malzemeler arasında selüloz biyolojik bozunabilirlik, biyolojik uyumluluk ve yenilenebilirlik gibi çevre dostu özelliklerinden dolayı petrol esaslı polimerlerin yerini alması için en güçlü potansiyel aday olarak kabul edilir. Yüksek termal stabilite ve arzu edilen mekanik dayanım gibi üstün özellikleri sayesinde tekstil mühendisliği, gıda bilimi ve biyomedikal mühendisliği gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Buradan yola çıkarak günlük hayatta kullandığımız selülozun uygun çözücüler içerisinde çözünmesi ve daha sonra elektrospinlenmesi amaçlanmıştır. Deneysel çalışmanın ilk kısmında ana hammade olan tuvalet kağıdının (selüloz) hidrojen bağlarını kırabilecek ve elektrospinlenmesini sağlayacak uygun bir çözücü araştırılmıştır. İlk olarak çözme işlemi gerçekleştirilmeden önce; selüloz, su+methanol ve DMAc ile aktive edilmiş ve %8'lik DMAc/LiCl içerisinde %2-3 arası konsantrasyonlarda çözme işlemi gerçekleştirilmişse de elde edilen çözeltinin viskozitesi çok yüksek kalmıştır. Electrospinning işlemi yüksek viskoziteden dolayı başarılı olamamıştır. Daha sonra ise çözeltinin ısıtılması denenmiş ;ama electrospinning işlemine başlayana kadar çözelti tekrardan oda sıcaklığına dönmüştür. İkinci ve üçüncü bir sistem olarak ise ısı tabancası ve infrared ısıtıcı kullanılmış ama cihazın sınırlarından dolayı istenilen sonucu vermemiştir. Deneysel çalışmanın ikinci kısmında ise çözücü TFA olarak değiştirilmiştir. %2-2,5 konsantrasyonlara sahip selüloz çözeltisi hazırlanmış ve viskozite ilk kısma göre daha düşük olmuştur. Bu sayede electrospinlenme işlemi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen fiberler SEM, FTIR ve XRD ile incelenmiştir. %2,5 tuvalet kağıdı, %2,5 uzun elyaf ve %2,5 kısa elyafdan fiberler elde edilmiştir. Elde edilen FTIR sonuçlarından cast film uzun süre dışarıda durduğundan içerisindeki TFA pikine işaret eden 1790 cm-1''lik bant görülmemiştir. Nanofiberlerin bir miktar havaya maruz kaldıktan sonraki FTIR analizi sonucunda, ester gruplarının hava nemi ile hidroizi ve aynı zamanda doğal buharlaşma yoluyla TFA tortusunun kısmen uzaklaştığı görülmüştür. Daha uzun süreler havaya maruz kalındığında bu piklerin tamemen ortadan kaybolduğu görülmüştür. XRD sonuçlarından tuvalet kağıdından üretilen nanofiber amorf bir durum sergilemiştir. Bu selüloz nanofiberin gerilme özelliklerinin geneleksel çözelti spinlenmesinden daha düşük olduğunu düşündürmektedir. Sonuç olarak elde edilen selüloz nanofiberin amorf özellikte olması ve TFA'dan komple arındırılabilecek olması, hızlı biyodegrasyon için bir avantaj sağlayabilir ve selülozun biyo-uyumlu ve biyo-bozunabilir bir materyal olarak kullanılması amaçlanabilir.
Lignoselülozik biyokütlenin inorganik bileşenlerinin uzaklaştırılmasının kül özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
ÖZET Günümüzde fosil yakıt rezervlerinin tükenmeye başlamasının endişesi yaşanırken, bu kaynaklara alternatif olabilecek yeni enerji kaynakları araştırılmaktadır. Yenilenebilir bir enerji kaynağı olan biyokütle umut verici bir potansiyele sahiptir. Giderek artan enerji ihtiyacının bir kısmının sürdürülebilir ve yerli kaynaklardan karşılanabilmesi için biyokütlenin kullanımı giderek artan bir önem kazanmaktadır. Biyokütle türüne göre farklı oranlarda ve türlerdede inorganik bileşen içermektedir. Lignoselülozik biyokütlenin içerdiği inorganik bileşenler termokimyasal ve biyokimyasal dönüşüm proseslerinde farklı sorunlara neden olmaktadır. Farklı termal proseslerle biyokütleden üretilen yakıtlar doğrudan yakma proseslerinde değerlendirilmeden önce bu inorganik yapıların azaltılması önemlidir. Biyokütle dönüşüm proseslerinde kül birikimi ve cüruf oluşumu nedeniyle zaman zaman tıkanmalar meydana gelmekte ve bu durum sistemin durmasına, korozyona ve ısı transferinde kayıplara neden olmaktadır. Ayrıca bu kaynakların içerdikleri inorganik bileşenler verimi düşürmekte ve yakıtın kalitesini olumsuz yönde etkilemektedir. Biyokütlenin dönüşüm proseslerinde değerlendirimesinden önce inorganik bileşenlerin uzaklaştırılması için uygulanabilecek farklı yöntemler mevcuttur. Bütün dünya genelinde olduğu gibi Türkiye'de de enerji ihtiyacı giderek artmaktadır. Bu sebeple, çalışmaya başlamadan önce Türkiye'de biyokütleden enerji üretimi için hammadde kaynakları araştırılmıştır. Türkiye'de her mevsim birçok farklı tarım ürünü yetiştirilmektedir. Bu ürünler içerisinde mısır bitkisi 6-7 milyon tonluk üretimiyle önemli bir paya sahiptir. Tarlada kalan tahmini mısır bitkisi atığı 2 milyon tondur. Yapılan hesaplamalara göre tarlada kalan mısır bitkisi atığının termal dönüşüm proseslerinde değerlendirilmemesinden dolayı yaklaşık olarak 7.8 x 1015 cal/gr ısıl değere sahip biyokütlenin değerlendirilemediği belirlenmiştir. Türkiye'de ve dünya genelinde üretiminde son yıllarda %50'ye varan bir artış olan mısır bitkisinin kullanılmayan gövde ve yaprak kısımları üzerinden inorganik yapıların uzaklaştırılması ve kül ergime sıcaklıkları üzerine etkilerinin incelenmesi çalışmanın temel amacını oluşturmaktadır. Mısır bitkisinin mısır koçanları alındıktan sonra tarlada kalan kısımları yakıt olarak kullanılmak yerine anız olarak tarlada yakılarak bertaraf edilmektedir. Bu durum çevre kirliliğine sebep olduğu kadar biyokütleden elde edilebilecek olan enerjinin de kaybına neden olmaktadır. Bu çalışmada Doğu Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsünden alınan mısır bitkisi atıkları kullanılmıştır. Öncelikle laboratuvar ortamında kurutulmuş daha sonra etüvde 60℃'de öğütme yapabilmek için kaba nemi uzaklaştırılmıştır. Numuneler tane boyutunun etkisini incelemek amacıyla; elek çapı 0.25 mm., 1 mm., 2 mm. ve 4 mm. tanecik boyutunun altına geçilecek şekilde öğütülmüştür. Farklı çözeltiler kullanılarak üç farklı yöntem (bekletme, akıtma ve daldırma yöntemleri) uygulanarak yıkama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Yıkama işlemi için kullanılan çözeltiler; su, HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4, NaOH ve CH3COOH olarak seçilmiştir. Ağırlıkça %5'lik çözeltiler kullanılmış ve bu çözeltilerle yapılan yıkama işlemleriyle ana numuneden K, Mg, Ca, Fe ve Na bileşenlerinin uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Deneysel çalışmanın ilk kısmında ana numuneden ve yıkanmış numunelerden kül üretimi gerçekleştirildikten sonra küllerin ICP-OES analizi yapılmıştır. K, Mg, Ca, Fe ve Na elementlerinin uzaklaştırılmasında en etkili çözelti H3PO4 çözeltisi, en etkin yıkama yönteminin ise bekletme yönteminin olduğu belirlenmiştir. Yıkanan ve orijinal numunenin; ilk deformasyon, yumuşama, ergime ve akma sıcaklıkları belirlenmiştir. 2 mm. tane boyutundan küçük olan H3PO4 ile bekletilerek yıkanmış numunenin ilk deformasyon, yumuşama, ergime ve akma sıcaklıkları değerlerinde artış olduğu belirlenmiştir. 2 mm. boyutundan küçük işlem görmemiş ana numuneler ile H3PO4 çözeltisiyle bekletme yöntemi ile yıkanmış numunelerin; ısıl değerleri belirlenip, kısa analiz, yanma analizi, kinetik analiz, XRD analizi, FTIR ölçümleri ve SEM görüntüleri aracılığıyla kıyaslaması yapılmıştır. Sonuç olarak H3PO4 çözeltisi ile bekletme yöntemi ile yıkama işleminin K, Mg, Ca, Fe ve Na bileşenlerinin uzaklaştırılmasında etkili bir yöntem olduğu, en fazla etkinin 2 mm. altı tanecik boyutluu mısır bitkisi atıklarında görüldüğü belirlenmiştir.
Kapalı ortamdaki uçucu organik bileşenlerin fotokatalitik oksidasyon ile giderimi için tio2 bazlı katalizör geliştirme
Canlı yaşamı için vazgeçilmez unsurlardan biri olan hava, gelişen sanayileşme, çoğalan ulaşım araçlarından salınan egzoz gazları ve benzeri sebeplerle hızla kirlenmektedir. Uçucu organik bileşikler, azot oksitler (NOx), kükürt oksitler (SOx), karbon monoksit (CO) ve partiküler maddeler (PM10 veya PM2.5) ile kirlenen havanın solunması, tüm canlılar üzerinde dikkate değer olumsuz sonuçlara sebep olmaktadır. Hava kirliliği maruziyetinden dolayı kalp rahatsızlıkları, kanser, astım, alerji, tahriş ve verim kaybı gibi ciddi sağlık sorunları ortaya çıkabilmekte hatta bu sağlık sorunları hayat kayıplarına da neden olabilmektedir. Bu sonuçlar solunan hava kalitesinin önemini açıkça ortaya koymaktadır. Bu çalışmada TiO2 bazlı fotokatalizör geliştirerek, bir çoğunun kanserojen veya mutajenik olduğu bilinen iç ortamdaki uçucu organik bileşiklerin fotokatalitik oksidasyon yöntemiyle giderilmesi amaçlanmıştır. İlk olarak piyasada bulunan TiO2 bazlı fotokatalizörleri incelemek ve geliştirmek amacıyla pazar araştırması yapılmıştır. Araştırma sonucunda ticari olarak satılan anataz, rutil, %50 karışım ve Degussa P25 kristal yapılarında TiO2'ler temin edilmiştir. Bu fotokatalizörleri incelemek amacıyla UV-Vis, SEM, XPS, FTIR, TGA, XRD, Raman ve BET analizleri ile karakterizasyon testleri yapılmıştır. Ticari fotokatalizörlerin karakterizasyon testleri değerlendirildiğinde, UV-Vis sonucuna göre temin edilen TiO2'lerin tamamının UV ışık kaynağı ile aktifleşebildiği görülmüştür. SEM analizine göre anataz, rutil, %50 karışım ve Degussa P25 için sırasıyla yaklaşık 176 nm, 603 nm, 322 nm ve 164 nm parçacık boyutu ölçülmüştür. XRD, Raman, XPS ve FTIR analizleri ile anataz ve rutil formlarının kristal yapıları, yüzey analizleri ve kimyasal bağ yapılarının farkları ortaya konulmuştur. Ticari fotokatalizörlerin karakterizasyon sonuçlarına göre, TiO2'lerin parçacık boyutlarının daha küçük olabileceği, UV ışık kaynağı ile değil görünür ışık kaynağı ile aktifleşebileceği, bu sayede daha düşük maliyetle daha yüksek fotokatalitik performans sağlayan fotokatalizörler elde edilebileceği öngörülerek sentez çalışmaları yapılmasına karar verilmiştir. Sentez çalışmaları kapsamında, öncelikle sol-jel yöntemiyle titanyum tetraizopropoksit, hidroklorik asit, etanol ve su kullanarak toz formda TiO2 elde edilmiştir. Daha sonra, görünür ışık kaynağı ile aktifleşebilen metal katkılı fotokatalizörler sentezlenmiştir. Metal kaynağı olarak sodyum nitrit ve demir sülfat heptahidrat kullanılarak sodyum katkılı Na-TiO2 ve demir katkılı Fe-TiO2 fotokatalizörleri elde edilmiştir. Sentezlenen toz formdaki fotokatalizörlerin karakterizasyon testleri UV-Vis, SEM, FTIR, TGA, XRD ve BET analizleri ile yapılmıştır. UV-Vis sonuçları değerlendirildiğinde, TiO2 ve Na-TiO2'nin uyarılması için UV ışık kaynağı gerekirken Fe-TiO2'nin görünür ışık ile de aktifleşebileceği görülmüştür. SEM analiz sonuçları değerlendirildiğinde, TiO2, Na-TiO2 ve Fe-TiO2 için sırasıyla yaklaşık 101 nm, 70 nm ve 65 nm parçacık boyutu ölçülmüş ve ticari fotokatalizörlerden daha küçük parçacık boyutuna sahip fotokatalizörler elde edildiği sonucuna varılmıştır. Diğer karakterizasyon testleri değerlendirilip, yapıları bilinen ticari fotokatalizörlerin karakterizasyon sonuçlarıyla karşılaştırıldığında, sentezlenen toz formdaki tüm fotokatalizörlerin anataz kristal yapısına daha yakın olduğu sonucuna varılmıştır. Elde edilen toz fotokatalizörlerin performanslarını değerlendirebilmek için bu fotokatalizörlerin ya pelet haline getirilmesi ya da kaplama yapılması gerekmektedir. Ancak, pelet haline getirmek maliyetli bir işlem olduğundan tercih edilmemiştir. Cam yüzey üzerine kaplama yapıldığında ise kaplamaların yüzeye yeterince iyi tutunamadığı ve kolayca aşındığı sorunlarıyla karşılaşılmıştır. Bu sorunlardan dolayı, toz fotokatalizörlerin çözelti halinde sentezlenmesine ve cam yüzeyler üzerine ince film kaplama yapılmasında karar verilmiştir. Çözelti halinde fotokatalizörlerin sentezi için sol-jel yöntemi kullanılmıştır. Titanyum tetraizopropoksit miktarı toz ve çözelti halinde elde edilen fotokatalizörlerde sabit tutulmuştur. Hidroklorik asit, etanol ve su miktarları ise çözelti miktarını arttırmak amacıyla daha fazla kullanılmıştır. Daha sonra, görünür ışık ile aktifleşebilen ince film kaplamalar elde edebilmek amacıyla sodyum nitrit ve demir sülfat heptahidrat metal tuzları kullanılmış ve sodyum katkılı Na-TiO2 ile demir katkılı Fe-TiO2 çözeltileri hazırlanmıştır. Hazırlanan çözeltiler 5 cm x 5 cm x 1 cm (en x boy x kalınlık) ebatlarındaki cam plakaların yüzeyine daldırmalı kaplama yöntemiyle 5 ardışık katman oluşturacak şekilde kaplanmıştır. Bu sayede cam yüzeyler üzerinde TiO2, Na-TiO2 ve Fe-TiO2 ince film kaplamaları elde edilmiştir. Kalsinasyon etkisini görebilmek amacıyla, her bir fotokatalizör için hazırlanan ince film kaplamalarının biri kalsine edilmezken diğeri 400°C sıcaklıkta 20 dakika kalsine edilmiştir. Kaplamalar görsel olarak değerlendirildiğinde, yüzeye iyi tutunduğu ve kolay aşınmadığı görülmüştür. Sentezlenen fotokatalizörlerle ticari fotokatalizörlerin fotokatalitik performanslarını karşılaştırabilmek için ticari Degussa P25 fotokatalizörü seçilmiştir. Öncelikle toz formdaki Degussa P25, izopropanol içinde çözdürülerek Degussa P25 çözeltisi hazırlanmıştır. Sentezlenen çözeltilerle aynı koşullarda daldırmalı kaplama yöntemiyle cam yüzeyler üzerine kaplanmış ve 400°C sıcaklıkta 20 dakika kalsine edilmiştir. Degussa P25 kaplaması görsel olarak incelendiğinde yüzeye yeterince tutunamadığı ve yüzeyden aşınmasının kolay olduğu görülmüştür. İnce film kaplamaların karakterizasyon testleri SEM, AFM ve UV-Vis analizleri ile yapılmıştır. SEM görüntüleri ile kaplamaların yüzey morfolojileri ve kalınlıkları incelendiğinde, yaklaşık 1 µm kaplama kalınlığına sahip ince filmler elde edildiği görülmüştür. AFM sonuçları değerlendirildiğinde ise kalsinasyon işleminin fotokatalizörün yüzeye daha iyi tutunmasını ve daha homojen bir kaplama elde edilmesini sağladığı görülmüştür. Kaplamaların UV-Vis sonuçlarına göre ise, TiO2 ince film kaplamasının görünür ışıkta ışığın en fazla %6'sını, Na-TiO2 ince film kaplamasının en fazla %10'unu ve Fe-TiO2 ince film kaplamasının da en fazla %18'ini yansıttığı, kalan ışığı kullandığı görülmüştür. Bu sonuçlardan, görünür ışıkta aktif fotokatalitik kaplamalar elde edildiği görülmüştür. İnce film kaplamaların fotokatalitik performans testleri 25 L sızdırmaz kabin içinde gerçekleştirilmiştir. UV ışık kaynağı kullanılarak, Degussa P25, TiO2, Na-TiO2 ve Fe-TiO2 ince film kaplamaları için yaklaşık 60 ppm aseton ve 60 ppm hekzan giderimi 8 saat boyunca takip edilmiştir. Degussa P25, TiO2, Na-TiO2 ve Fe-TiO2 sırasıyla %40, %32, %55 ve %66'sını giderdiği görülmüştür. Hekzan giderimi ile fotokatalitik performans testleri gerçekleştiğinde ise Degussa P25, TiO2, Na-TiO2 ve Fe-TiO2 ince film kaplamalarının sırasıyla %22, %28, %37 ve %35 hekzanı giderdiği gözlemlenmiştir. Sentezlenen ince film kaplamalar ile aseton ve hekzan giderimi testlerinde ticari Degussa P25'ten daha yüksek performanslar elde edilmiştir. Aseton gideriminde en iyi fotokatalitik performansa Fe-TiO2 ince film kaplaması sahipken, hekzan gideriminde en yüksek fotokatalitik aktiviteyi Na-TiO2 ince film kaplaması göstermiştir.
Effects of using different polymers in post-synthesis treatments of zeolite 4a coatings
Zeolites are crystalline microporous aluminosilicates which may be used in diverse applications related to catalysis, adsorption/separation and ion exchange. Adsorption heat pumps may provide heating and cooling effects and possess some advantages, such as being environmentally friendly and employing solar energy or waste heat sources. Zeolites are very suitable for adsorption heat pump applications, owing to their high water adsorption capacities as well as their suitable shapes of adsorption isotherms. Significant advances have been obtained in the performances of adsorption heat pumps by the commencement of using zeolite coatings on metal substrates. Zeolite coatings directly crystallized on metal surfaces may reduce the heat and mass transfer limitations to a great extent. The good contact between the metal surface of the heat exchanger and the zeolite may improve the quality of heat transfer across the interface, and the mass transfer limitations may be eliminated by adjusting the coating thickness. Quite thick layers of zeolite on metal surfaces have already been obtained. The nature of the coating also has an important effect on the performance of the heat pump system. The thick zeolite coatings should not be compact for obtaining relatively high diffusion coefficients. Another critical point for providing the commercial use of zeolite coatings in adsorption heat pumps is related to their mechanical and thermal stabilities. Zeolite coatings may be prepared by using various methods. Relatively thick and open coatings may be obtained especially by using the substrate heating method. In this method, a resistance directly heats the metal support in the reaction mixture and a water bath keeps the reaction mixture at a lower temperature. In this manner, the reaction in the bulk is suppressed while that on the metal support is promoted. In previous studies, it was observed that the substrate heating method might allow the preparation of quite thick zeolite A and X coatings with open and stable nature on stainless steel surfaces. However, covering the zeolite coatings further with a thin polyacrylic acid layer was also proposed in order to enhance the long-term mechanical and thermal stabilities of the coatings for allowing their use in commercial applications. The purpose of this study was to increase the stabilities of zeolite 4A coatings by coating them further with different polymers such as, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol and cellulose acetate and to investigate the effects created by the different polymers used. Materials prepared by substrate heating and conventional synthesis methods were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) while their thermal and mechanical stabilities were determined by applying rapid heating-cooling cycles and ultrasonic treatments, respectively. The results were also compared to previous results obtained when polyacrylic acid polymer was used for covering zeolite coatings with the same purpose. According to the results obtained, it was observed that the polymer-coated zeolite samples prepared under various conditions exhibited quite different desorption behaviors. When the open zeolite coatings prepared by using the substrate heating method were covered by polymer, they desorbed somewhat higher amounts of water, when compared to the pure zeolite 4A coatings. The amounts of water desorbed from all the pure polymers investigated were much less than those desorbed from pure zeolite A, which signified lower theoretical desorption values for the composite coatings. The sample using cellulose actetate performed best regarding water desorption. The favorable effect started to lose its significance as the amount/thickness of polymer increased in the composite sample. This may be related to the contact area between zeolite and polymer not increasing as much as the polymer mass in the sample for these samples. On the other hand, different results were obtained for the more compact zeolite coatings prepared by repeated conventional syntheses. In these cases, the polymer-covered coatings desorbed less amount of water when compared to the pure zeolite A coatings, as also expected from the theoretical calculations. This seemed to originate from the lower amount of interaction between zeolite and polymer in the compact coatings, when compared to the open coatings, in which the polymer could penetrate more deeper into the zeolite layer. The stabilities were improved when the zeolite coatings prepared by using both the substrate heating and repeated conventional syntheses methods were covered by the additional polymer layer. As a result of the consecutive ultrasonic treatments and rapid heating-cooling cycles applied, it was observed that the use of the polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol and cellulose acetate polymers all enhanced the stabilities of the zeolite 4A coatings. The highest mass loss was observed for the use of polyvinyl acetate, but, in general, negligible amounts of decrease took place in the mass of the composite coatings. The glass transition temperature, which is lowest for polyvinyl acetate among the polymers investigated in this study, might have played some role in the stabilities of the composite coatings. It was previously determined that using polyacrylic acid for covering zeolite 4A coatings also improved the coating stability while the desorption capacity increased by up to 24% for the coatings prepared by using the substrate heating method. In this study, cellulose acetate provided the highest amount of increase in the desorption capacity of zeolite 4A coatings prepared by using the substrate heating method. The increase was limited to about 12% but this may also be related to the differences in the thicknesses of the zeolite coatings obtained in different studies. It may be concluded that the polymer types and contents used to cover the open zeolite coatings prepared by using the substrate heating method affected the water desorption properties of the zeolite-polymer composite coatings. The stabilities of the composite samples, the natures of the zeolite coatings, the interactions between polymer and zeolite, the diffusion coefficients of water in these materials, the changes occurring in the adsorption/desorption capacities and the thickness of the polymer should also be taken into account for the preparation of polymer-zeolite composite coatings suitable for adsorption heat pumps and other applications.
Enzimatik polimerizasyon yöntemi ile polivalerolakton sentezi ve karakterizasyonu
Polimer teknolojisinde biyopolimer eldesi son yıllarda giderek gelişmektedir. Bu gelişme biyopolimerlerin üstün özelliklerine dayanmaktadır, toksik olmamak, mekanik olarak yüksek dayanıma sahip olmak, kimyasal açıdan kararlı olmak, çevreye zararlı olmamak öne çıkan gelişme sebepleridir. Bunun yanında polimer teknolojisinde enzimatik polimerizasyon yöntemi de önem kazanan bir alan olarak öne çıkmaktadır. Enzimatik polimerizasyon diğer kataliz yöntemlerine göre daha düşük sıcaklık ve basınçlarda reaksiyon ortamı sunmaktadır. Bu sayede enerji tasarrufuna imkanı vermekte ve katalizlerden kaynaklanan toksik etkinin önüne geçmektedir. Enzimatik polimerizasyonda polyesterler önemli bir yer tutmaktadır. Siklik ester olan laktonlar halka açılması polimerizasyonu ile polimerleşmektedirler. En çok bilinen ve üzerinde çalışılan lakton ɛ-kaprolakton olmakla birlikte δ-valerolakton ile de yüksek molekül ağırlıklı polimerler üretilebileceği bilinmektedir. Bu çalışmada enzimatik halka açılması polimerizasyonu yöntemi ile polivalerolakton homopolimeri ve polikaprolakton-polivalerolakton kopolimeri sentezlenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında polivalerolakton sentez reaksiyonuna ortam koşullarının etkisi araştırılmış bu amaçla farklı sıcaklık, reaksiyon ortamı ve enzim türü ile denemeler yapılmıştır. δ-valerolakton monomeri Novozyme 435 ticari enzimi ve pirinç kabuğu külüne fiziksel adsorpsiyon ile immobilize CALB L enzimi ile farklı sıcaklıklarda sabit monomer/enzim oranında, 120 rpm karıştırıcı hızında ve inert azot ortamında reaksiyona sokularak polivalerolakton sentezlenmiştir. Polivalerolakton için iki enzim türünde de en iyi sıcaklık koşulu belirlenmiş ilerleyen sentezlere belirlenen sıcaklıklarda devam edilmiştir. Reaksiyon ortamının polivalerolakton sentezindeki etkisinin belirlenmesi amacıyla farklı reaksiyon ortamlarında denemeler yapılmış ve sentez için en uygun ortamı belirlemek hedeflenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise kopolimer sentezine geçilmiştir. Kopolimer sentezi homopolimer sentezinde iki enzim için de ayrı ayrı belirlenmiş olan en iyi sıcaklıkta gerçekleştirilmiş. Monomer oranının kopolimer reaksiyonundaki etkisinin belirlenmesi hedeflenmiştir, farklı oranlarda monomer kullanarak denemeler yapılmıştır. Elde edilen homopolimer ve kopolimerlerin molekül ağırlıkları dağılımı jel geçirgenlık kromatografisi (GPC) ile belirlenmiştir. Termal özellikleri için diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve termal gravimetrik analiz (TGA) analizleri kullanılmıştır. Kimyasal yapı için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometrisi (FT-IR) ve proton nükleer manyetik rezonans (1H-NMR) analizleri uygulanmış ve elde edilen tüm sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Çinko nanotanecik içeren polimer nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Nanoteknoloji, en az bir boyutu 1-100 nm arasında değişen nanomalzemelerin sağladığı fiziksel, kimyasal ve elektriksel özellikleri kullanarak yeni özelliklere ve işlevlere sahip malzemelerin üretimini ve geliştirilmesini hedefleyen çok yönlü bir çalışma alanıdır. Nanomalzemeler nanoboyuta inildikçe artan yüzey / hacim oranının sağladığı özellikler ile elektronik, biyomedikal, gıda ve enerji gibi alanlarda kullanılmaktadır. Nanoteknolojinin önemli uygulama alanlarından biri olan doku mühendisliği alanında yer alan yara örtüsü ile zarar görmüş hücrelerin ve dokuların onarılması için yara bölgesine hücrelerin göçünü, çoğalmasını ve farklılaşmasını sağlamak için ekstraselüler matriks (ECM) görevi görebilecek yapıların geliştirilmesi amaçlanır. Yara örtüsünün kullanım amaçları yaraların iyileşmesi için gerekli olan nemi ve gaz geçirgenliğini sağlamak, enfeksiyonu önlemek veya kontrol altında tutmak, yara eksudasını temizlemek ve ağrının en aza indirilmesini sağlamaktır. Sentetik (PCL, PLA vb.) ve doğal biyopolimerler (kitosan, jelatin, kolajen vb.) ile çeşitli lif üretim yöntemleri kullanılarak genellikle nanolif matriks yapısında oluşturulan yara örtüleri içerisine yara iyileşmesini hızlandırmak, ağrıyı azaltmak, tedavi etmek ve antibakteriyel özellik kazandırmak için ilaçlar, büyüme faktörleri veya nanotanecikler yerleştirilerek zarar görmüş dokunun onarılması sağlanmaktadır. Biyopolimer çeşidi olan polikaprolakton (PCL) toksik olmaması, mekanik özelliklerinin iyi olması, biyouyumluluk ve biyolojik bozunabilirlik özelliklerinin getirdiği avantajlar sayesinde biyomedikal alanda ilaç taşıyıcı sistemlerde ve doku mühendisliği uygulamalarında iskele ve yara örtüsü olarak kullanılabilmektedir. Aktif yara örtüsü çalışmalarında yara iyileşmesini hızlandırmak için ZnO nanotaneciği kullanılmaktadır. Vücudumuzda var olan elementlerden biri olan ve ekstraselüler matriks oluşumunu destekleyen metaloproteinlerin kofaktörü olan çinko ile yara iyileşme süresi kısaltılabilmektedir. Çinko kaynağı olarak kullanılabilen ZnO nanotaneciklerinin ROS üretimine neden olarak, ya da bakteri hücre duvarına zarar vererek yara bölgesinde antibakteriyel özellik gösterdiği ve yara bölgesine keratinosit ve fibroblast hücrelerinin göçünü ve çeşitlenmesini sağlayarak, yara iyileşmesini hızlandırdığı belirtilmiştir. Genellikle vitamin A ve E, cilt için bölgesel kremler, losyonlar veya merhemler de kullanılan cildin yaşlanmasını geciktiren ve antioksidan özellik sağlayan terapötik ajanlardır. ZnO nanotanecikleri gibi vitamin A ve vitamin E'nin de yara iyileştirmede olumlu sonuçlar sağladığı yapılan çalışmalar ile görülmüştür. Vitamin E yara bölgesinde antioksidan özellik sağlamakta ve vitamin A ise kolajen sentezini desteklemektedir. Yapılan çalışmaların incelenmesi sonucu bu çalışmada, mikrodalga destekli hidrotermal yöntem ile ZnO nanotaneciğinin üretimi ve elektrospinning yöntemi ile ZnO nanotaneciği, vitamin E ve A katkılı PCL nanokompozit lif yara örtüsünün üretimi amaçlanmıştır. Deneysel çalışmaların birinci bölümünde; Zn(NO3)2.6H2O, NaOH, stabilize edici ajan olarak nişasta ve çözücü olarak su kullanılarak ZnO nanotaneciğinin üretimi mikrodalga destekli hidrotermal yöntem ile gerçekleştirilmiştir. Bu bölümde nanotaneciğin boyutuna ve morfolojisine Zn(NO3)2.6H2O ve NaOH derişimleri, pH, mikrodalga gücü ve mikrodalga uygulama süresinin etkisi incelenerek nanokompozit lif yapılarının üretiminde kullanılabilecek ideal nanotanecik üretimi gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmaların ikinci bölümünde; asetik asit-formik asit çözücü karışımı kullanılarak saf PCL, çeşitli oranlarda ZnO nanotaneciği ve vitamin E ve A içeren ZnO/PCL, VİT/PCL, ZnO/VİT/PCL nanoliflerinin üretimi elektrospinning prosesi ile gerçekleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen nanotaneciklerin ve nanoliflerin karakterizasyonu SEM, FTIR ve XRD kullanılarak gerçekleştirilmiştir. ZnO/PCL, VİT/PCL, ZnO/VİT/PCL nanokompozit lifleri için belli bir zaman periyodunda çinko iyonu ve vitamin salım testleri uygulanmıştır. Elde edilen liflere antibakteriyel aktivitelerini incelemek için antimikrobiyal testler uygulanmıştır. Sentezi gerçekleştirilen ZnO nanotaneciklerinin morfolojisi ve tanecik boyut dağılımı üzerinde Zn(NO3)2.6H2O ve NaOH derişimleri, pH, mikrodalga gücü ve mikrodalga uygulama süresi parametrelerinin etkileri olduğu görülmüştür. Küresel formda elde edilen nanotaneciklerin, ortalama tanecik boyutu; Zn(NO3)2.6H2O ve NaOH derişimi ve çözelti pH artışı ile büyümüş, mikrodalga uygulama süresinin ve gücünün artması ile küçülmüştür. Nanokompozit lif yapılarında, saf PCL nanoliflerine ZnO nanotaneciklerinin ilavesi ile ortalama lif çaplarında küçülme ve vitaminlerin ilavesi ile ortalama lif çaplarında büyüme görülmüştür. Nanokompozit yapıdan çinko iyonu ve vitamin salımının gerçekleştiği belirlenmiştir. Ayrıca, yüksek ZnO derişimi içeren nanokompozit lif yapıların Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterilerine karşı antibakteriyel özellik sağladığı görülmüştür. Sonuç olarak, üretimi gerçekleştirilen nanokompozit lif yapılarının yara örtüsü olarak kullanılma potansiyeline sahip olduğu saptanmıştır.
Borun grafen oksit ile adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada bor adsorpsiyonu için Modifiye Hummers metoduyla elde dilen grafen oksit adsorban olarak kullanılmıştır. Grafen oksitin yapısındaki oksijenli gruplar ve geniş yüzey alanı onu iyi bir adsorban adayı yapmaktadır. Borun grafen oksit ile adsorpsiyonu için optimum koşullar aranmıştır. Bu kapsamda ortam pH' ı, temas süresi, başlangıç bor konsantrasyonu, adsorban miktarı ve sıcaklık incelenen parametrelerdir. İzoterm modelleri ile adsorpsiyon mekanizması yorumlanmış, farklı kinetik modeller ile adsorpsiyon dengesi ve ayrıca adsorpsiyonun termodinamik davranımı incelenmiş ve yorumlanmıştır. Grafen oksitin adsorpsiyon öncesi ve sonrası FTIR, XRD ve SEM-EDS analizleri yapılarak adsorban karakterizasyonu incelenmiştir.
Valonya tanen ile atık sulardan bor gideriminin incelenmesi
Bu çalışmada Artu Kimya'dan temin edilen valeksten biyoadsorban elde edilerek bor adsorpsiyon çalışmaları yapılmıştır. Deneysel parametrelerin bor giderimi üzerine etkileri araştırılmış olup izoterm, kinetik modelleri ve termodinamik çalışmaları yapılmıştır.
Gliserolden 1,2-propilen glikol üretim prosesinin tasarım ve kontrolü
Tükenen petrol rezervleri ve sera gazlarının birikimindeki artış dünya çapında çözüm aranan önemli sorunlardır. Bu sorunların çözümüne yönelik olarak yeşil kimyasalların kullanımı önem kazanmaktadır. Enerji ve hammadde kaynağı olarak biyokütle esaslı kaynakların kullanımı da diğer çözüm yollarından biridir. Bu çözüm özellikle gliserol arz fazlasının oluşmasını sağlamıştır. İlaç, gıda ve toksik olmayan kimyasalların üretimi gibi birçok alanda kullanılan propilen glikolün (C3H8O2), propilen oksit yerine gliserolden üretilebilmesi yeşil kimyasal kullanımında önemli bir adım sayılmaktadır. Literatüre göre uzun süredir bilinen bu proses, hem yatırım maliyeti hem de işletme maliyeti açısından uygulanabilir olmadığı için bugüne kadar tercih edilmemiştir. Literatürdeki proseslerin çoğu eski tip ya da patent aşamasında kalmış ve pahalı katalizörler tercih edilmiş gliserolden propilen glikol üretim tasarımlarıdır. Ancak yeni yapılan katalizör çalışmaları, bu poroses için daha az maliyetli katalizörler üzerinde yoğunlaşarak proses tasarımını iyileştirecek ve maddi dezavantajları tersine çevirecek yönde ilerlemektedir. Bu çalışmada gliserol esaslı bir propilen glikol üretim prosesi yeni çalışılan katalizör ve bu katalizöre bağlı reaksiyon fonksiyonları iletasarlanmış ve eşdeğeri olan propilen oksit esaslı klasik proses ile karşılaştırılmıştır. Operasyon koşullarında basınç, sıcaklık gibi farklılıklar ve farklı yan ürünler oluşmasına rağmen iki sistemde de benzer ekipmanlar kullanılarak proses tasarımları yapılmıştır. Hazırlanan proseslerin ekipman boyutlandırmaları ve enerji giderleri hesaplanarak ekonomik değerlendirme yapılmıştır. Ortaya çıkan sonuçlara göre toplam sabit sermaye maliyeti gliserol esaslı sistemde hala daha yüksek olmasına karşın toplam yıllık maliyet açısından propilen oksit esaslı sistem çok daha fazla yatırım gerektirmektedir. Çalışmanın ikinci aşaması daha az maliyetli çıkan yeşil kimyasal esaslı propilen glikol üretim prosesinin fabrika çaplı kontrolüdür. Literatürdeki çalışmalardan yola çıkarak, sisteme ait kontrol edilen ve ayarlanan değişkenler seçilmiş ve eşleştirmeleri yapılmıştır. Seviye ve basınç gibi klasik ve çalışan kontrol ediciler literatür ayarlarında bırakılmış, diğer kontrolcü parametreleri otomatik ayar testi (Auto Tuning Test, ATV) ve Tyreus-Luyben yöntemi ile ayarlanmıştır. Çalışma sonucunda dinamik proses kontrolünün düzgün işleyebilmesi için tasarımsal değişikliğe gidilerek proses içerisinde propilen oksit esaslı sistem gibi çift yerine tek flaş tankı kullanılmıştır. Diğer yandan reaktör sıcaklık kontrolü için PI kontrolcü yeterli olmadığı için onun yerine PID kontrolcü tercih edilerek prosesin ilk yarısının kontrolü başarılı bir şekilde gerçekleşmiştir. Son olarak, prosesin ikinci yarısında üründeki en büyük safsızlık olan suyun bileşiminin kontrolünün bu proses için çok önemli olduğu anlaşılmıştır. Bunun için farklı kontrolcü kombinasyonları denenmiştir. Denemeler sonucunda suyun uzaklaştırıldığı ilk destilasyon kolonunun dip ürün hattından ölçülen safsızlık bileşiminin buharlaştırıcı kızgın buhar debisi ile riflaks debisinin eş zamanlı kontrolünün en iyi sonuç veren seçenek olduğu görülmüştür.
Gümüş nanotanecik katkılı nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Günümüzde endüstriyel uygulamaların artmasıyla birlikte, çevre problemleri önemli ölçüde artmıştır ve bu sorunlara çözüm arayışı hızla devam etmektedir. Önemli çevre problemlerinden biri olan su kirliliği, nüfus artışıyla da birlikte, temiz suya erişimi zorlaştırmaktadır. Var olan su kaynaklarının sınırlı olması ve temiz su talebinin artışı, araştırmacıları yeni çözümler bulmaya yöneltmiştir. Nanoteknoloji ile elde edilen malzemeler birbirinden farklı özellikleriyle bu alanda uygulama alanı bulmuştur. Nanomalzemeler, büyüklüğü 1 ila 100 nm arasında değişen malzemelerdir ve elektronik, biyomedikal, ilaç, kozmetik, enerji, çevre ile tekstil gibi alanlarda kullanılmaktadır. Yüzey-hacim oranlarının yüksek oluşu birçok farklı alanda kullanılmalarına olanak tanımaktadır. Karbon nanotüpler, fullerenler, kuantum dotlar, metal ve metal oksit nanotanecikleri özgün özellikleri sayesinde sık kullanım alanı bulan nanomalzemelerdendirler. Fotokatalitik malzemeler su arıtma sistemlerinde, antibakteriyel uygulamalarda ve kirlilik gidermede kullanım alanı bulmaktadırlar. Titanyum dioksit ise, yüksek oksidasyon gücü, toksik olmaması ve kararlı bir yapıda olması nedeniyle yaygın kullanılan fotokatalizörlerden biridir. Titanyum dioksit fotokatalizör olarak, güneş pillerinde ve su arıtma uygulamalarında kullanılmaktadır. Kendi kendini temizleyebilme özelliği sayesinde yüzeylerde ve kaplamalarda kullanılmaktadır. Titanyum dioksit, gümüş gibi metalik nanotanecikler içeren nanokompozitmalzemelere katıldığında, fotokatalitik, kendi kendini temizleyebilme ve antibakteriyel özellikler kazandırmaktadır. Nanomalzeme üretiminde kullanılan yöntemlerden olan sol-jel yöntemi, diğer yöntemlere göre yüksek saflıkta ve homojen yapılar üretilebilmesi, düşük sıcaklıkta prosesin gerçekleştirilebilmesi ile farklı yapılar oluşturulabilmesi sebebiyle tercih edilen bir yöntemdir. Nanolif üretim yöntemlerinden olan elektrospinning yöntemi ise, farklı özelliklerde malzemler kullanarak ince lif yapıları elde edilmesinden dolayı tercih edilmektedir. Bu temelden yola çıkılarak,bu çalışmada sol-jel ve elektrospinning yöntemiyle ve Ag+ nanotanecik katkılı TiO2/PAN polimer nanoliflerin üretilmesi amaçlanmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda, elektrospinning parametrelerinin nanolif çapına etkisi, üç değişkenli üç aşamalı Box-Benkhen deney tasarımı uygulanarak belirlenmiştir. Değişkenler; uygulanan voltaj, kolektör-uç arasındaki uzaklık ve akış hızı olarak seçilmiştir. Elektrospinning çözeltisinin sol/pol oranı, elde edimesi hedeflenen nanoliflerin morfolojik özellikleri göz önüne alınarak belirlenmiştir. Sol-jel çözeltisine (TTIP, AA, PAN, DMF), gümüş nanotanecikleri eklenmeden önce elektrosinning çalışma koşulları optimize edilmiş. Daha sonra mikrodalga metodu ile üretilen Ag+ nanotanecikleri çözeltiye %1.5 , %2 ve %2.5 oranlarında eklenerek elektrospinning işlemi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen nanoliflere 700 oC'de ısıl işlem uygulandıktan sonra SEM, XRD, FTIR analizleri yapılmış, fotokatalitik aktivite ölçümü yapılmıştır. Yapılan çalışmada sol-jel ve elektrospinning yöntemleriyle, su kirliliğinin giderilmesinde kullanılabilecek nanokompozitlerin üretimi gerçekleştirilmiştir.
Propiyonik asitten reformlama prosesleri ile sentez gazı ve hidrojen üretiminin termodinamik analizi
Bu tez çalışmasında amaç biyoyağın model bileşeni olarak seçilen propiyonik asitten sentez gazı üretimi için sıcaklık, basınç, besleme akımının molar bileşimi gibi proses koşullarının ürün dağılımına etkisini araştırmaktır. Bu amaçla su buharı reformlama, oksidatif su buharı reformlama, adsorpsiyon destekli su buharı reformlama ve adsorpsiyon destekli oksidatif su buharı reformlama proseslerinin 200-1000 °C sıcaklık aralığında ve farklı besleme akımı molar bileşimlerinde termodinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Dengedeki ürünlerin kompozisyonları Aspen Plus V8.8 simulasyon programı ve Gibbs serbest enerjisi minimizasyonu methodu ile tespit edilmiştir. Tüm termodinamik analiz koşullarında propiyonik asidin tamamı tükenmiştir. Gaz ürün olarak CO, CO2, CH4 ve H2 ve katı ürün olarak kok oluşumu gözlemlenmiştir. Simulasyon sonucu H2 verimini etkileyen temel paremetrenin sıcaklık olduğu saptanmıştır. Besleme akımındaki H2O mol sayısı artışı ile H2 ve CO verimleri olumsuz yönde, CO2 verimi ise olumlu yönde etkilenmiştir. Besleme akımındaki O2 artışı CO2 verimine katkı sağlarken, H2,CO ve CH4 verimlerini azaltmıştır. Kok oluşumu yüksek sıcaklık, düşük basınç, besleme akımında yüksek H2O mol sayısında en düşük değerlere ulaşmıştır. Adsorpsiyon destekli reformlama proseslerinde 700-750 °C'ye kadar CaO adsorbanı H2 ve CO ürün verimlerine katkı sağlamış, yüksek sıcaklıklarda ise adsorpsiyonun ürün verimine etkisi olmadığı tespit edilmiştir. Termodinamik analiz sonuçlarına göre simulasyon koşullarında en yüksek H2 verimi veren proses 1000 °C sıcaklık, 1 bar basınç altında C3H6O2/H2O=1/1 besleme akım kompozisyonuna sahip su buharı reformlama reaksiyonudur. Bu koşulda H2 verimi %98.58, CO verimi ise %98.53 olarak gözlemlenmiştir. Propiyonik asidin 1000 °C sıcaklık, 1 bar basınç altında C3H6O2/H2O/O2=1.0/1.0/0.5 besleme akımına sahip oksidatif su buharı reformlama prosesinde H2 verimi %83.20 ve CO verimi %89.03 olarak hesaplanmıştır. Fischer-Tropsch sentezi ya da metanol üretimi proseslerinde H2/CO oranının 2 olması önerilir. İncelenen koşullarda H2/CO oranı ideal olan proses 800 °C ve 1 bar basınç altında C3H6O2/H2O=1/3 molar bileşimde propiyonik asidin su buharı reformlanma reaksiyonudur. Besleme akımına O2 eklenmesi ile H2/CO oranı azalmaktadır. Simulasyon sonuçlarına göre besleme akımına O2 ilavesi ile tepkimenin enerji ihtiyacını önemli derecede azaltmıştır. Düşük reaksiyon entalpisi bakımından bu koşullarda en uygun prosesin 800 °C ve 1 bar basınç altında C3H6O2/H2O/O2=1/1/3 molar oranındaki propiyonik asidin oksidatif su buharı reformlama prosesi olduğu saptanmıştır. Ürün dağılımının sıcaklık, basınç, besleme akımı bileşimi ve reformlama prosesinin çeşidine göre değiştirilebileceği tespit edilmiştir.
Katı atık depolama sahası sızıntı sularının membransız biyo-katot mikrobiyal yakıt hücresinde arıtılması ve elektrik enerjisi üretimi
Bu çalışmanın amacı katı atık depo sahalarından kaynaklanan sızıntı sularının yeni ve gelişmekte olan, aynı zamanda alternatif bir arıtma yöntemi ve enerji üretme kapasitesi olan Mikrobiyal Yakıt Hücresinde (MYH) arıtılmasını sağlamak ve bu sistem ile elektrik üretme potansiyelini belirlemektir. Katı atık depo sahalarından kaynaklanan sızıntı suları komleks yapıya ve yüksek organik kirlilik yüküne sahiptir. Dolayısıyla bu suların arıtılması zor ve maliyetli bir iştir. Mikrobiyal yakıt hücresi teknolojisi ise sızıntı suları gibi yüksek organik yüke sahip atıksulardan enerji elde etmek ve geleneksel arıtma yöntemlerinde karşımıza çıkan yüksek maliyetleri düşürmek için kullanılabilecek yeni bir yöntemdir. Mikrobiyal Yakıt Hücreleri anaerobik ortama sahip bir anot ve aerobik veya anaerobik ortama sahip bir katottan oluşmaktadır. Temel çalışma prensibi, anodik biyofilmi oluşturan mikroorganizmaların gelişmek ve enerji elde etmek için organik maddeleri anaerobik solunumla parçalaması sonucunda açığa çıkan elektronların (e-) anot üzerinden bir dış elektriksel devre ile katot haznesine transfer edilmesi esasına dayanmaktadır. MYH`lerde, anot haznesindeki biyolojik aktivite sonucunda elektronun yanı sıra proton (H+) ve karbondioksit (CO2) de oluşmaktadır. Elektronların elektriksel devre ile katoda iletilmesi esnasında, protonlar da anot ve katot arasında bulunan proton/seçici membranlar veya tuz köprüleri vasıtasıyla katot tarafına transfer edilmektedir. Böylece katotta, elektronlar ile indirgenen oksijen (O2) veya farklı bir elektron alıcı ile protonlar birleşerek suyu oluşturmakta ve organik maddede depolanmış olan kimyasal enerji, elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Bu çalışmada bir MYH, iki adet 0,85 L kullanım hacmine sahip eş silindirik haznelerden oluşturulmuş olup, bu haznelerin içinde aktif granül karbon ve karbon kumaş elektrotlar kullanılmıştır. Düzenekler öncelikle aerobik ve anerobik membransız biyo-katot MYH ve daha sonra sadece anaerobik membransız biyo-katot MYH şeklinde kurulmuştur. Organik yükleme oranının, anot ve katot hazneleri arası iyon ve su geçiş kesit alanının ve besleme şeklinin MYH sistemi üzerindeki etkileri izlenmiştir. Kurulan düzeneklerde maliyeti yüksek olan katalizör metaller, sentetik elektrolitler, yapay atıksu ve/veya özel tasarım elektrotlar kullanılmamıştır. İki hazne arasındaki kesit alanının güç ve akım üretimi üzerinde büyük etkisinin olduğu gözlemlenmiştir. Anot haznesinden katot haznesine su ve iyon geçiş kesit alanı 0,2 cm2`den 9 cm2`ye yükseltildiği zaman 5-6 mW/m3 civarında olan güç üretim miktarının, OYO`ya bağlı olarak önce 15-20 mW/m3`e yükseldiği daha sonra OYO`nun 1,75 g KOİ/L.gün`e çıkarılması ile, 35-40 mW/m3`e yükseldiği gözlemlenmiştir. Böylece membransız bir biyo-katot MYH ile 1,75 g KOİ/L.gün organik madde yükleme oranı ve 2 günlük hidrolik bekleme süresinde 149 mA/m3 akım yoğunluğu ve 37,7 mW/m3 güç yoğunluğu elde edilmiştir. Kurulumu kolay olan ve düşük maliyetli bir mikrobiyal yakıt hücresinde, besleme şekline ve organik yükleme oranına bağlı olmakla birlikte, % 30-50 arasında değişen oranlarda kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderimi ve % 10-30 arasında değişen oranlarda amonyum giderimi sağlanmıştır. Çalışmanın sonunda sızıntı suyundan kaynaklanan reaktör içerisindeki yüksek amonyum konsantrasyonu (1350~1400 mg NH4+/L) ve yüksek pH`dan (pH≈8,2) dolayı MYH performansının inhibe olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada elde edilen güç üretme sonuçlarının veya arıtma verimlerinin, diğer MYH çalışmalarında elde edilen 500 mW/m3 ve %70-90 arıtma verimi gibi değerlere ulaşabilmesi için özellikle katot haznesinde kullanılan elektrotların, elektron transferini hızlandıracak ucuz katalizör metallerle kaplanması işlemine başvurulabilir. Ayrıca, SS gibi kompleks yapıya sahip atıksuların, toksik etkiye sahip ağır metallerden arınmış olmasından emin olunmalıdır. Son olarak, SS gibi amonyum konsantrasyonu yüksek olan atıksuların, karbonhidratça zengin olan atıksular ile karıştırılıp, uygun C/N oranları elde edilerek MYH`lere beslenmesi durumunda, daha iyi sonuçlar elde edileceği ve dolaylı olarak amonyum inhibisyonunun engelleneceği düşünülmektedir.
Development of an intermediate layer for multilayer hoses used in turbo lines of motor vehicles
DEVELOPMENT OF AN INTERMEDIATE LAYER FOR MULTILAYER HOSES USED IN TURBO LINES OF MOTOR VEHICLES SUMMARY Multilayer rubber hoses for turbo charger systems are expected to meet the requirements of specifications used in automotive industry. They are expected to be stable for a long time at service temperature with high oil resistivity and flexibility. In this study, new blend systems were developed and optimized to offer potential for using as an intermediate bonding layer for multilayer hoses. Multilayer comprises an intermediate layer in between an amine-curable ethylene acrylic (AEM) based inner layer and a peroxide-curable ethylene propylene diene (EPDM) terpolymer based outer layer. AEM and EPDM containing blends are promising candidates since it shows high temperature and oil resistivity and also low temperature flexibility having the properties of AEM and EPDM rubbers, respectively. Different compositions of dipolymer AEM/EPDM and terpolymer AEM/EPDM blends were successfully prepared and their mechanical properties, thermal resistivities and swelling ratios after oil immersion were investigated. Effects of homogenizer and compatibilizer on the properties of the blends were also investigated. For this purpose, blends were prepared using a homogenizer named Struktol 60NS in different phr values (5 phr and 10 phr). According to the results, addition of 5 phr homogenizer decreased both the scorch time and the curing time of the dipolymer AEM containing rubber blends. However, addition of a 10 phr homogenizer instead of 5 phr acted inversely and increased the scorch time and the curing time. In order to see the compatibilizer effect, maleic anhydride grafted EPDM (Ma-g-EPDM), which acts as an interfacial agent between AEM and EPDM phases, was introduced into the blends. Results showed that, the higher increase in the viscosity values and better improvement in the morphology and also higher adhesion values to the inner layer were observed when terpolymer AEM used in the blends instead of dipolymer AEM. In terms of thermal resistivity, the type of the rubber is much more effective than the compatibilizer addition into the blend system. Results showed that rubber blends prepared from both dipolymer AEM and terpolymer AEM with AEM/EPDM ratio of 60/40 are suitable for the intermediate binding layer applications. The effect of the compatibilizer addition was also explored by dynamic mechanical analysis (DMA) and DeMattia tests. Ma-g-EPDM addition into the rubber blends caused to decrease the crack propagation especially in the terpolymer AEM containing blends. The effect of the compatibilizer addition was also explored by scanning electron microscope. Results show that the curing systems used in the intermediate layers are quite effective in dynamical point of view. The blends having AEM/EPDM ratio of 60/40 (specifically DE6040N, DE6040M10, AE6040M10 samples) were produced and applied as an intermediate binding layer in a multilayer hose manufacturing system. Corresponding hoses have AEM based inner layer, EPDM based outer layer and developed intermediate layers. One more hose structure containing only AEM based rubber compounds in its both inner and outer layers was also manufactured for comparison. The produced hoses were subjected to the real life testing conditions. Cyclic pressure testing and also functional tests with two different fitting configuration were performed. At the end of these tests, all hoses did not showed any leaks or tears. At the end of this study, 3 different blend formulation were successfully developed and applied in a multilayer hose which is suitable in turbocharger systems. Moreover, a multilayer hose with an intermediate bonding layer of AEM/EPDM mixture, which can be cured by amine and peroxide based vulcanization system for use in charge air lines of motor vehicles was for the first time produced and patented.
Meme kanserinin ftır ve kemometri tekniği kullanımı ile erken teşhisi
Günümüz teknolojisi pek çok alanda gelişme göstermekte ve bu alanlar içerisinde tıp alanında kanser hastalarının hastalık süreçlerinin erken teşhisi, tedavi yöntemleri ve iyileştirilmesi üzerinde de ciddi çalışmalar yürütülmektedir. İnsanlara maddi ve manevi anlamda çok yardımcı olabilecek mevcut gelişen çalışma alanlarında; tıp alanında kanser teşhislerinde kullanımı oldukça basit ve uygun olan FTIR tekniği öne çıkmaktadır. FTIR tekniği ile kullanılacak olan insan dokuları dinamik bir yapıya sahip olup bölgesel heterojenik farklılıklar gösterir. Heterojenik farklılıklar elde edilen ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesi ve yorumlanmasında oldukça fazla varyasyona yol açar. Bu nedenle kemometri tekniği ile dokuların incelenmesi daha faydalı sonuçlar elde etmemizi sağlayacaktır. Günümüzde pek çok farklı alanda kullanılan bu tekniklerin kullanımı, 2002 yılından bu yana artış göstermiştir. Bu çalışmada, daha önce tıp alanında farklı amaçlarla kullanılan FTIR-ATR tekniği ile birlikte kemometri tekniği ile oluşturulan modellemeler de kullanılarak, meme kanserinin erken teşhisinde, daha kesin ve sağlıklı, objektif, hızlı ve ekonomik maliyeti düşük olabilecek sonuçlar veren bir yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır. Acıbadem MAA Üniversitesi Tıp Fakültesi Patoloji Ana Bilim Dalı Acıbadem Maslak Afiliye Hastanesi Patololoji Laboratuvarı ile birlikte yapılan bu çalışmada, ilgili numuneler hastane tarafından temin edilmiş olup 1cmx1cmx1cm boyutlarındadır. FTIR tekniği için Perkin-Elmer Spectrum 100 cihazı kullanılmış, numune ölçümleri 650-4000 cm-1 dalga boyu aralığında 4 cm-1 spektral çözünürlükte alınmıştır. Numuneler makroskopik FTIR-ATR ölçümleri sonrasında değerlendirilmiş ve dokuların kimyasal kompozisyonlarının spektral pozisyonları literatürden karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın ikinci aşamasında ilgili datalar kemometri tekniği ile değerlendirilmek üzere alınarak PLS-CVA ve SIMCA diskriminasyon programları ile model oluşumları gerçekleştirilmiştir. Kemometrik tekniğinde spektrumlarda bulunan parmak izi, DNA/RNA ve protein amid I-II bölgeleri baz alınarak çalışmalar yürütülmüş ve oluşturulan modeller ile klinik histopatolojik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda özellikle parmak izi bölgesinde yapılan modellemelerde normal ve patolojik doku örneklerinin birbirlerinden oldukça başarılı bir şekilde ayrımlanabildiği gözlemlenmiş ve kimyasal bilgisi bilinmeyen dokuların gruplandırılması yapıldığında da benzer sonuçlar elde edilmiştir. İncelemelere sağlıklı ve patolojik dokuların birbirlerinden diskriminasyonundan başlanarak, patolojik dokuların tümör derecesine kadar histopatolojik özelliklerine göre ayrışım sağlanmıştır.
The preparation and characterization of samples of glass electrolyte for lithium/sodium-ion batteries
Energy storage has a place in the daily life and the industrial area. Batteries are basic energy storage systems because they can provide the electrical energy whenever and wherever they are needed. Secondary batteries are an important type of battery systems. In secondary batteries, the conventional electrolyte is a liquid which is the mix of organic solvent and ionic conducting salts. In spite of their high ionic conductivity, they have defects in terms of the usage and long duration performance such as risks of leakage, flaming, expansion, and even explosion. In order to eliminate these defects, solid electrolytes have gained importance to search instead of liquid electrolytes. Moreover, the electrolyte is needed to have high ionic conductivity with negligible electrical conductivity. Therefore, amorphous solids such as glasses and polymers are preferred as a solid electrolyte. However, they have low ionic conductivity in the literature. In this regard, the starting of this thesis is the development of ionic conductivity of glass materials and the studying of the effective factors in the ionic conductivity. In the literature, LIBs and SIBs are so popular in the battery study. Li-based systems have higher ionic conductivity than Na-based systems. Uneven, Li-based electrolytes don't have enough ionic conductivity. In this thesis, the first purpose is to improve the ionic conductivity of Li-based glass samples. However, limited Lithium source and its high-cost causes to need alternatives. At this point, Sodium-based systems are so attractive as a substitute because of the abundance and low cost of Sodium. In this context, the second purpose is to their ionic conductivity and compare them to Li-based glasses as a substitute. In the literature, oxide glasses have high stability. In order to obtain firstly high stability and secondly high conductivity, they were studied in the thesis. In the literature, so much experience has been done. They haven't obtained the ideal material for the industrial application. Hence, the object of this study is to improve their ionic conductivity by the changing of glass combinations and to investigate the effect of the formulation over the ionic conductivity and activation energy. In this study, glass-A, glass-B (LiPO3), glass-C (0.90LiPO3-0.10Li2MoO4), glass-D (0.50Si2O-0.15B2O3.0.15Al2O3.0.2Na2O.Na2SO4) and glass-E(0.50Si2O-0.15B2O3-0.15Al2O3-0.2Na2O-Na2SO4) were prepared. Glass-A is known as a Li-based glass and was used to compare to Li-based glasses in terms of the effect of Lithium content in the ionic conductivity. Its formulation wasn't done in this study. Glass-B and glass-C were prepared to compare to Li-based glasses in terms of the effect of MoO3 content in the ionic conductivity. In Na-based glasses, Si2O as a glass former and Na2O as a glass modifier have constant mole fraction in formulations of Na-based glasses, glass-D, and glass-E. The purpose is to observe the effect of mixed glass former in the ionic conductivity. In this regard, B2O3 ve Al2O3, glass formers, were used with different mole fraction. In order to investigate mixed anion effect, Na2SO4 was used slightly as a dopant salt apart from total mole fraction. Glasses were prepared by the conventional melt-quenching procedure. In the next step, they were characterized by XRF, PIGE, optical microscopy, SEM and EIS analyses. In EIS analysis, The Complex impedance measurement was performed under these conditions; the amplitude value was 200 mV, the frequency range was 10-2-106 Hz, the temperature was at 150, 200 and 250°C. Carbon from the graphite pencil was used to serve as an electrode. In conclusion, the ionic conductivity was obtained respectively (Glass-A, B, C, D, and E); 1.91x10-05, 6.06x10-05, 4.63x10-04, 4.13x10-06 4.81x10-06 S cm-1 at 250°C. In addition, the activation energy was obtained at 49.23, 58.94, 60.00, 60.88 and 76.44 kJ mol-1. Results generally show low ionic conductivity and high activation energy in spite of high operating temperature. It is figured out that high stability and endurance are obtained at high operating temperature. On the other hand, Na-based glasses have lower ionic conductivity and higher activation energy than of Li-based glasses. Glass-B has higher ionic conductivity than glass-A related to Lithium content. The effect of the Lithium content show a positive result. Glass-C has MoO3 compound, unlike glass-B. It shows that the mixed glass former gives obviously positive result in the ionic conductivity. In the next studies, a different combination of glass formers and higher Lithium content should be experienced to develop the ionic conductivity. In Na-based glasses, glass-E has lower ionic conductivity than glass-D. It shows that more fraction of Al2O3 in glass-E reduced the ionic conductivity and raised the activation energy. It is known that Al2O3 and B2O3 have an effect to reduce crystalline structure in the glass matrix. Because of that, the mole fraction of Si2O should be reduced and then of Al2O3 and B2O3 should be improved in the next studies. Furthermore, Na2SO4 as a dopant salt showed a positive effect in the ionic conductivity and especially the activation energy. Consequently, the positive effect of MoO3 in the ionic conductivity of Li-based glasses is shown and in Na-based glasses, the positive effect of Na2SO4 as a dopant salt is confirmed.
Polivinil alkol ve karbon nanotüp ile modifiye edilen kitosan kullanılarak atık sulardan CR(VI) giderimi
Endüstriyel atık sularda bulunan ağır matallerin ciddi çevresel problemlere neden olduğu yaygın bir gerçektir. Bu ağır matallerden krom, endüstriyel atık sularda en yaygın bulunan iyonlardan birisidir. Çoğunlukla deri, metal endüstrileri, maden sanayi ve tekstil tesislerinin atık sularında gözlenen krom, genellikle Cr(III) ve Cr(VI) formlarında bulunur. Cr(III) görece daha zararsız olup, Cr(VI) insan hayatını tehdit edici özelliklere sahiptir. Günümüzde, atık sulardan Cr(VI) giderimi için çeşitli teknolojiler kullanılmaktadır. Bunlardan yaygın olarak kullanılan adsorpsiyon, etkin giderimi, kullanım kolaylığı ve ekonomik açıdan avantaj sağlamaktadır. Adsorpsiyon işlemlerinde, çok çeşitli adsorbanlar kullanılabilmektedir. Adsorbanlardan başlıcaları, zeolitler, killer, turba ve aktif karbondur. Bu çalışmada adsorban olarak, polivinil alkol modifiyeli kitosanın (CS-PVA) boncuk formları ve polivinil alkol ve karbon nanotüple modifiye edilmiş kitıosanın (CS-PVA-MWCNT) boncuk formları kullanılmıştır. Malzemelerin karakterizasyonlarının adsorbsiyona etkisini yorumlayabilmek amacıyla, FTIR spektroskopileri, TGA, SEM ve BET analizleri incelenmiştir. CS-PVA ve CS-PVA-MWCNT adsorbanlarıyla krom giderimi işleminin yapılabilmesi için, temas süresinin saptanması, uygun pH'ın belirlenmesi, uygun adsorban dozunun bulunması ve farklı başlangıç derişimlerindeki çözeltilerle çalışılması adımları takip edilerek uygun çalışma şartları saptanmıştır. Adsorpsiyon için en uygun pH, CS-PVA için 3, CS-PVA-MWCNT için 4,5 olarak tespit edilmiştir. Uygun adsorban dozu, her iki kompozit için 2,5 g/L olarak tanımlanmış ve temas süresi, CS-PVA kompoziti için 50 ppm başlangıç konsantrasyonu için 3 saat, 200 ppm başlangıç konsantrasyonu için 16 saat olarak belirlenmiştir. Cr(VI)' un CS-PVA-MWCNT taafından adsorpsiyonunda 50 ppm başlangıç konsantrasyonu için temas süresi 1 saat ve 200 ppm başlangıç konsantrasyonu için temas süresi 16 saat olarak tespit edilmiştir. Yapılan kinetik çalışmalarda her iki adsorban için en uygun izoterm modelinin Langmuir izoterm modeli olduğuna karar verilmiştir. CS-PVA için maksimum adsorpsiyon kapasitesi 54,64 mg/g ve CS-PVA-MWCNT için 66,67 mg/g olarak hesaplanmıştır. Reaksiyon hızının CS-PVA için birinci mertebenden, CS-PVA-MWCNT için ikinci mertebeden olduğuna karar verilmiş ve her iki adsorban için adsorpsiyon işleminde gözenek difüzyonu ve sınır tabaka difüzyonunun birlikte baskın olduğu belirlenmiştir. CS-PVA ve CS-PVA-MWCNT kompozitlerine şişme testi uygulanmış, CS-PVA için % 46,68 ve CS-PVA-MWCNT için %42,64 sonuçlarına ulaşılmıştır. Her iki kompozit malzemenin desorpsiyon kapasitesitesi 1 M HCl, 1M NaOH ve 0,05 M EDTA çözeltileriyle incelenmiş ve 1 M NaOH, en uygun desorbent olarak tespit edilmiştir.
Fenolik bağlayıcı kullanılarak sentezlenen hidroksiapatit-jelatin kompozit malzemesinin karakterizasyonu ve ilaç salım profilinin incelenmesi
Hidroksiapatit Ca10(PO4)6(OH)2 formülü ile doğal kemiğin mineral fazıyla biyolojik olarak benzerliklere sahiptir. Jelatin, kollajen, kitosan, nişasta gibi biyobozunur polimerlerin bileşimine katılarak biyomalzemlerin sentezlenmesinde kullanılmaktadır. Jelatin, amino asit gibi fonksiyonel bir grup tarafından doğal biyopolimerdir. Biyolojik olarak bozunabilir, biyolojik olarak uyumlu, suda çözünür ve ucuzdur. Jelatin kollajenin termal, fiziksel veya kimyasal denatürasyonu ile elde edilebilir. Jelatin, hidrofilisitesine bağlı olarak HAp ile büyük uyuma sahiptir ve sulu çözelti içinde iyi homojenize edilebilir. Bu nedenle, HAp ve jelatin biyokompozitin biyoaktif ve biyouyumlu olarak gelişmiş biyomalzeme vermesi beklenmektedir. Bu çalışmada, HAp'in bir matriks olarak jelatin kullanılarak sentezi, biyopolimer konsantrasyon değişiminin nihai yapı üzerindeki etkisi ve hazırlanan kompozitlerin karakterizasyonu incelenmiştir. Kimyasal bağlayıcıların biyopolimerleri çapraz bağlamak için kullanılması yüksek sitotoksisitesi sebebiyle biyouyumluluğunu engellemektedir. Alternatif çapraz bağlayıcı olarak bitki ve mikroorganizmalardan elde edilen biyobozunur fenolik asit olan tannik asit kullanılmaktadır. Ayrıca, tannik asit diğer kimyasal türevlere kıyasla daha ucuzdur. Fenol asitleri tarafından esterlenen bir merkezi karbonhidrat çekirdeği içeren yüksek moleküler ağırlıklı, polifenolik bir bileşiktir. Tannik asit yüksek bir antioksidan kapasitesine sahiptir ve diğer biyolojik makromoleküllerle de etkileşime girebilmektedir. Birçok çapraz bağlama ajanına göre üstün mekanik özellikler ve su direnci sağlayan, biyopolimerler için oldukça etkili bir çapraz bağlama maddesidir. Bu çalışmada, SBF (Simulated Body Fluid) ortamında hidroksiapatit-jelatin (HAp-GEL) kompozit malzemesinin üretimi yapılıp püskürtmeli kurutucu yardımıyla 5-Fluorourasil (5-FU) ilacının yüklemesi yapılmıştır. Yaş çöktürme yöntemi ile sentezlenen HAp-GEL kompozitlerinde ağırlıkça (w%w) üç farklı oranda 1:1, 1:2 ve 1:4 jelatin kullanılarak jelatin miktarının ilaç yükleme verimi ve salım profili üzerine etkisi incelenmiştir. Çapraz bağlama ajanı olarak fenolik bağlayıcı olan tannik asit (TA) kullanılmıştır. Kompozitlerdeki TA miktarının ilaç yükleme verimi ve ilaç salım profili üzerine etkisini incelemek amacı ile iki farklı TA oranı %2 ve %5'lik çözeltiler ile HAp-GEL kompozit malzemeleri elde edilmiştir. İlaç salım profillerini incelenmek için Sıfır Derece, Birinci Derece, Higuchi ve Korsmeyer-Peppas olmak üzere dört farklı kinetik model kullanılmıştır. Elde edilen kompozitlerin yapısal özellikleri enstrümantal analiz cihazları kullanılarak irdelenmiştir. Fourier transform infrared spektroskopisi (FTIR), X- Işını difraktometresi (XRD), Isıl gravimetrik analiz (TGA) ve Taramalı elektron mikroskopu (SEM) cihazlarından alınan sonuçlar ile karakterizasyonu incelenmiştir. Bu çalışma, ilaç salım sistemlerinde kullanılması amacıyla HAp-GEL kompozit malzemesinin biyouygun çapraz bağlayıcı ile hazırlanması gibi güncel bir araştırmaya odaklanmıştır. Yüksek verimde ilaç yükleme yapabilmek için püskürtmeli kurutucu tercih edilmiştir.
Thermodynamic analysis of steam reforming and partial oxidation of acetic acid and acetone
Sustainability is crucial for modern industry. Biorefineries are one of the most important processes supporting sustainable technology. Bio based source feedstock is used as a raw material in biorefineries. Bio based feedstocks are converted to valuable chemicals by using thermochemical conversion technologies, which are, combustion, gasification and pyrolysis processes. Pyrolysis can produce solid, liquid and gas products. Liquid products are divided into two categories, which are bio-oil and aqueous phase. Bio-oils consist of chemical components, which are different amounts of hydrocarbons. These valuable chemical components can be converted to hydrogen rich gas mixture by steam reforming, partial oxidation reforming and adsorption enhanced reforming processes. In this thesis study, steam reforming, oxidative steam reforming and sorption enhanced reforming processes of acetic acid and acetone, the fundamental model components of bio-oil, have been investigated by changing temperature, pressure and feed composition. The thermodynamic analyzes of the processes were carried out with different feed components at a temperature range of 200-1000°C. Analysis are simulated by Gibbs free energy minimization method in R-Gibbs reactor by using Aspen Plus V8.8. All the components that can occur as a result of the reforming of acetic acid and acetone are defined in the simulation program. Under all reaction conditions, acetic acid and acetone were all depleted due to thermal decomposition reactions. In addition, all oxygen present in the input stream is exhausted to fulfill the energy requirement of the oxidative steam reforming reactions. The steam conversion and the yields of the products hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane and coke are presented by tables and graphs. The effect of temperature, pressure and feed composition on the hydrogen yield was investigated. The reactions were carried out separately for both acetic acid and acetone and in different feed compositions as a mixture of acetic acid and acetone. H2, CO, CH4, coke yields and H2O conversion were affected negatively by H2O increase in feed stream, whereas CO2 production was affected positively. The increase of O2 in the feed stream had the same effect as the H2O increase. The presence of higher amounts of steam and oxygen in the feed stream as well as high temperature reduced the coke formation. It was observed that adsorption did not have an effect on product yield in the CaO sorption enhanced at temperatures above 700°C. CaO increase in the feed stream had a positive effect on the H2 and CO efficiency while decreased coke formation. According to thermodynamic analysis results, maximum hydrogen and CO yields were calculated as %98.5 for the ratio of C2H4O2/C3H6O/H2O/O2=0.5/0.5/1.0/0.0 at 1000oC and 1 bar pressure. H2/CO molar ratio of 2.0 obtained in steam reforming, oxidative reforming, sorption enhanced reforming processes is a requirement for Fischer-Tropsch synthesis and methanol production process. The presence of O2 in steam reforming process has either partially or totally compensated the energy requirement of the process via oxidation and combustion reactions. This energy benefit has varied according to the operational conditions. In recent studies, the effect of CaO adsorbent on reforming process of different bio-oil model components were investigated as a function of temperature and pressure. In this thesis, the conversion of two different bio-oil model components to H2 rich gas product in reforming processes has also been investigated. Generally, it has been observed that acetic acid and acetone reforming mechanisms are controlled by different reactions with regard to the operating temperature, pressure and varying feed compositions. It is possible to adjust the product composition by changing the temperature, pressure and the feed content, depending on the targeted downstream application.
Estimation of total carbon, hydrogen, sulfur and gross calorific value by using multi lineer regression method
Energy need in the world has been increasing with rising of human population. In the world, thermal and electricity energy are mainly produced by using hydrocarbon fossil fuels. Over the 40% of total power generation of the world is produced from coal-based power plants. The power generation forecast of all over the world shows that by the increase of the power generation, the use of coal in power generation plants is proportionally increased. 42% of total coal-based power generation of Turkey is produced by using traded coal which is mostly hard coal. In addition, the 42% of this generation is produced by using traded coal in Turkey. These coals mainly are bituminous and subbituminous coal. Also, an important part of the imported coal mainly consists of heat-based coals. In addition to being a major source of energy among fossil fuels, coal has a wide range of uses from raw material in iron and steel production to waste water purification. Coal is an organic sedimentary rock, mainly composed of carbon, hydrogen, nitrogen and oxygen elements. In addition to organic compounds in coal, coal includes inorganic structures. Carbon, hydrogen and sulfur are present in organic structure and inorganic structure in coal. Inorganic structures include mainly Fe, Si and Al and trace elements. Ash formation takes place when inorganic minerals are oxidized in coal. However, the ash content is not equal to the mineral content in the coal. Coal has been formed as a result of heat, pressure and microbiological effects during millions of years. The first phase of the coalification period is the peatification stage from the plant residue the consequences of the phsical, chemical, microbiological effects and tectonic movements. With the removal of H2O, CO2 and O2 molecules in the peat, the peat is converted into lignite, lower bituminous coal and hard coal respectively. It is also converted to anthracite by the removal of H2 from the coal. When the coal formation process stops at any stage, the process ends and is not reversible. Moisture, ash, volatile matter, fixed carbon content, carbon, hydrogen, sulfur content and thermal value analyzes are the most commonly used ones. These analyzes are carried out by national and international test methods. Moreover, there are empirical equations in the literature. The best-known equation is the estimate of the hydrogen content applied using the Seyler method which is described in the EN ISO 1928 method. However, this method is applied for hydrogen content only if there is 3% hydrogen content or more in coal. These empirical calculations were made by using the least squares method and multiple linear regression methods in the literature. Due to the fact that Turkey has been dependent on the foreign resources, it is invented in domestic resources. Even if domestic inventments are increased, the use of imported hard coal is an avoidable fact. Coals are used for a wide of industrial areas in terms of different physical and chemical properties. For this reason, the applied analysis in coal make its importance high. In this study, 84 samples of coal which has different ranks and properties are used. 41 of these coal samples are lignite, 41 of the coals are hard coals and the others are anthracite. Moisture, ash content, volatile matter, fixed carbon, carbon content, hydrogen content, sulfur content, gross calorific value and net calorific value are analysed for these coal samples. The results of these analysis are converted from original basis form to dry basis form. The correlation graphs are drawn by using the obtained results and evaluated. In the consequence of these evaluations, multilinear regression analysis is performed by the least squares method. Carbon, hydrogen and sulfur equations in dry basis are derived from the results of ash, volatile matter, fixed carbon in dry basis; also, carbon, hydrogen and sulfur equations are derived from the results of ash, fixed carbon in dry basis and volatile matter in moisture and ash free basis. In addition, gross calorific value equations in dry basis are derived from the results of ash, carbon, hydrogen, sulfur content in dry basis, the results of ash, volatile matter, carbon, hydrogen, sulfur content in dry basis, the results of ash, volatile matter, fixed carbon, carbon, hydrogen, sulfur content in dry basis and, the results of carbon, hydrogen, sulfur content in dry basis. Finally, the content carbon, hydrogen and gross calorific value are estimated by using volatile matter, all in original basis. The derived formulas are practiced for general analysis, lignite and, hard coal.
Fabrication of amino acid functionalized CNT/polyamide thin film nanocomposite desalination membranes
Water sustainability has become a worldwide concern due to limited natural resources and population growth. Considering that saline water constitutes nearly 97% of the total resources, water demand of agricultural, industrial and energy sectors leads a growing interest in desalination of seawater and brackish water. Reverse osmosis (RO) which constitutes approximately 65% of the worldwide desalination capacity has emerged as the leading technology for potable water production. Polyamide based thin film composite (TFC) membranes are extensively used in RO due to their superior separation performance; however, there are still important limitations such as permeability-selectivity trade-off, rejection of small and neutral species and susceptibility to fouling. Thin film nanocomposite (TFN) membranes has become a widely used approach to overcome limitations of conventional TFC membranes. These mixed matrix membranes are prepared by incorporation of various nanomaterials into the thin selective layer. Carbon nanotubes (CNTs) stand out as a potential TFN material due to their unique water transport properties. Experimental and computational studies suggest that functionalization of CNT tips may improve ion rejection as well. In this study, effect of amino acid functionalized carbon nanotubes on the structure, morphology and separation performance of TFN membranes was investigated. Inspried by structure of biological aquaporin channels, asparagine (Asn) amino acid was used as functional group in order to improve water permeability and salt rejection. The second amino acid, 8-aminocaprylic acid (ACA) was used due to its bulky structure in order to create steric hindrance for ions by narrowing the entrance of CNTs. Amino acid functionalization of carboxylated CNTs (COOH-CNTs) having average inner diameter of 1 nm was carried out via carbodiimide mediated reaction and confirmed by TGA, XPS and Raman spectrometry analyses. TFN membranes were prepared in two steps: First, functional CNTs dispersed in water by means of surfactant and centrifugated to remove large CNT bundles and impurities. Then CNT dispersion was vacuum-filtrated through the pores of support layer in order to provide partial aligment. Second, selective polyamide layer was synthesized via interfacial polymerization between MPD and TMC monomers. TFC membranes were also synthesized under identical conditions for comparison. Resulting TFC and TFN membranes were characterized by FTIR, XPS, SEM, AFM, polarized Raman spectrometry, water contact angle measurements and performance tests. TFN membranes were prepared with COOH-CNT loadings of 2.4, 1.2, 0.6 and 0.3x1013 CNTs/cm^2 in order to determine optimum CNT loading. XPS, SEM, AFM and polarized Raman analyses showed that concentration of CNT significantly affects dispersion and alignment of CNTs inside the polymeric matrix as well as homogeneity, thickness and crosslinking ratio of polyamide layer. In addition, COOH-CNT incorporation decreased hydrophilicity of surface indicated by high water contact angles for all loadings and surface roughness slightly increased as well. Based on salt rejection and water flux as well as structural and morphological properties, optimum CNT loading was determined as 0.6x10^13 CNTs/cm^2. Then, TFN membranes containing Asn-CNTs and ACA-CNTs were prepared at this loading and compared with TFC and TFN membranes contaning COOH-CNTs. Asn amino acid was thought to increase compatibility of CNTs with polyamide, leading formation of a thin, homogeneous polyamide layer having a similar surface with TFC. Asn also significantly increased surface hydrophicility compared to COOH due to its high hydrogen bonding capacity. Use of asparagine as functional group improved average water flux from 21.1 to 26.5 LMH and average salt rejection from 97.8% to 98.3% compared to TFC membranes. On the other hand, ACA amino acid resulted in a morphologically different polyamide layer, possibly having pin-hole defects and reduced crosslinking ratio. Bulk structure of the molecule did not provide expected steric hindrance and caused a slight decrease in both water flux and salt rejection.
Bal renkli camın farklı katkılar kullanılarak renksizleştirilmesi
Günümüzde hızla artan enerji ihtiyacına karşılık kullanılabilen kaynakların azalması, hayatın her alanında olduğu gibi sanayideki üretim proseslerinde de enerji tasarrufuna olan yönelimi zorunlu kılmıştır. Cam üretimi de yoğun enerji kullanımının olduğu bir alandır. Cam üretimde kullanılan bu enerji miktarı cam kompozisyonu, sıcaklık, hammadde tane boyutu gibi etmenlere bağlı olarak değişim göstermektedir. Camı renklendirmek için kullanılan renklendirici hammaddeler de bu enerji kullanım miktarını doğrudan etkilemektedir. Aynı cam fırında belirli aralıklarla farklı renklerin üretilmesi sebebiyle, renk geçişleri süresince enerji ve üretim kaybı yaşanabilmektedir. Dolayısıyla cam üretiminde renk geçiş sürelerinin kısaltılması, enerjinin verimli kullanılması ve üretim kayıplarının en az seviyede tutulması açısından büyük önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında, cam ambalaj ürünleri için bal renkli cam üretiminden renksiz cam üretimine geçiş süresinin kısaltılmasına yönelik deneysel çalışmaların yapılması ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda çalışmaların uygulanabilirliğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Camda bal rengi oluşumu, indirgenmiş olan kükürt iyonunun (S2-), Fe3+ tetrahedral koordinasyonundaki (bal rengi oluşumundan sorumlu absorpsiyon merkezi) oksijen iyonlarından biriyle yer değiştirmesi ile oluşan ve bal rengi kromoforu olarak adlandırılan yapı ile sağlanmaktadır. Bal renkli cam üretiminden renksiz cam üretimine geçilirken, kükürt iyonunun kromofordan uzaklaştırılması ile bal kromoforu bozulur ve bu yolla bal rengi renksizleştirme işlemi gerçekleştirilmiş olur. Bu çalışmada bal renkli cam üretiminden renksiz cam üretimine geçiş sürecinin kısaltılmasına yönelik çalışmalarla sürece katkı sağlamak amaçlanmıştır. Bu kapsamda Çinko Oksit (ZnO), Sodyum Nitrat (NaNO3), Bakır Oksit (CuO), Manganez Oksit (MnO2), Kalay Oksit (SnO2) gibi farklı metal oksitler ve dolomit kullanılarak deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Her bir metal oksit ve dolomit ağırlıkça %0.01-10.0 oranında bal renkli cam kırığına ilave edilerek 1450oC'de 3 saat süresince ergitilmiştir. Elde edilen cam numunelerin öncelikle UV-Visible spektrofotometresi kullanılarak optik ölçümleri yapılmış, numuneler renk özellikleri açısından karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. X-ışını floresan spektroskopi (XRF) tekniği ile seçilen numunelerin kimyasal kompozisyonları belirlenmiştir. Yapıya ilave edilen metal oksit katkılar sebebiyle oluşması muhtemel fazlar, X-ışınları kırınımı (XRD) tekniği kullanılarak, katkıların enerji seviyeleri ise X-ışını fotoelektron spektroskopisi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Kullanılan katkıların oluşturdukları sonuçlar karşılaştırılmış, en etkili katkılar belirlenerek bal renkli cam renksizleştirme prosesinde yapılabilecek gelecek çalışmaları için öneriler getirilmiştir.
Biyopolimer/salisilik asit/alg/ZnO nanotanecik katkılı çok fonksiyonlu nanolif malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Nano lifler birçok farklı polimerden sentezlenebilen, inorganik maddeler ile farklı fiziksel ve kimyasal özelliklerde üretilebilen, yüksek dayanıma ve esnekliğe sahip, hacimlerine oranla yüksek yüzey alanına sahip nanometre boyutunda liflerden oluşan ve birçok farklı kullanım alanına sahip malzemelerdir. Günümüzde, polimer nanolifler endüstride çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Nano liflerin biyomedikal ve kozmetik alanlarında kullanımlarına yönelik çalışmalar son yıllarda büyük artış göstermiştir. Çok çeşitli doğal polimerler, sentetik polimerler ve bunların kombinasyonları tıbbi ve biyolojik uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Son zamanlarda jelatin, kollajen ve ipek fibroin gibi doğal polimerlerin ve poliglikolik asit (PGA), poli (L-laktid) (PLA), poli (laktid-ko-glikolid) (PLGA) ve poli (ε-Kaprolakton) (PCL) gibi sentetik polimerlerin elektrospinning yöntemi ile nanolif üretiminde kullanımı artış göstermiştir. Bunların yanı sıra PCL/Jelatin ve PLGA/Kolajen gibi doğal ve sentetik polimerlerin kombinasyonları da elektrospinning yöntemi ile nano lif üretiminde kullanılmaktadır. Nano lif üretiminde birçok farklı polimer ve inorganik katkı maddeleri kullanılabildiği halde, doğal polimerlerden olan jelatin, biyouyumluluk özelliği ve doğada kolay çözünebilmesi ile yaygın olarak tercih edilmektedir. Aynı şekilde PCL de sentetik, biyouyumlu ve biyobozunur bir polimerdir. Jelatin/PCL kompozit nanoliflerin tek başına jelatin ya da tek başına PCL nanoliflerden daha iyi mekanik ve karakteristik özellikler gösterdiği görülmüştür. Ayrıca lif çapı ve gözenekliliğini koruduğundan Jelatin/PCL kompozit nanoliflerin çapraz bağlanmasına gerek yoktur. Çinko oksit (ZnO) de antibakteriyel olması ve yara iyileştirici özelliğinden dolayı biyomedikal ve kozmetik uygulamalarda kullanılan nanoliflerin üretiminde kullanılan bir metal oksittir. Çinko oksit; antibakteriyel, yara iyileştirici, kızarıklık giderici, iltihap önleyici vb. özellikleri sebebiyle akne problemine karşı kozmetik sektöründe kullanılan yüz maskelerinde kullanılma potansiyeline sahiptir. Ancak çinko oksit akne problemini tedavi etmekten çok önlemek için kullanılır. Bu sebeple salisilik asit gibi tedavi edici malzemelerle birlikte kullanılması gerekir. Salisilik asit, ciltteki tıkalı gözenekleri açma ve yağları parçalama özellikleri sebebiyle akne tedavisinde sıklıkla kullanılan tek beta-hidroksi asittir. Salisilik asit cildi temizleyip iltihabı yatıştırırken ciltte kuruluğa sebep olabilir. Akne tedavisinde salisilik asit içeren ürünler kullanılırken yanında cildi nemlendirecek malzemelerin de kullanılması faydalıdır. Mikroalgler, kozmetik sektöründe cildin nemlendirilmesi, cansız ve mat görünümünün giderilmesi gibi amaçlarla son yıllarda sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. İçeriğindeki E vitamini cildin nemlenmesine, B ve C vitaminleri mat ve cansız görünen cildin canlandırılmasına yardımcı olur. Ayrıca yapısındaki proteinler, yağlar, omega, magnezyum ve çinko sayesinde cildi yaşlanmaya karşı korur. Bu çalışmada, insan cildinde oluşmuş aknelerin yayılmasının engellemesine ve bu aknelerin iyileştirilmesine yönelik nanolif üretimi hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, öncelikle çinko oksit nano parçacıkları (ZnO-NP) mikrodalga ışınım yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen çinko oksit nano parçacıklar elektrospinning yöntemi ile Jelatin/Salisilik Asit/ZnO-NP nanolif üretiminde kullanılmıştır. Çinko oksit nano parçacıkların lif çapı ve yüzey yapısı üzerindeki etkilerinin incelenmesi için farklı konsantrasyonlarda (%5, 10 ve 15) ZnO-NP içeren Jelatin/Salisilik Asit/ZnO-NP nano lifleri hazırlanmıştır. Kontrol ve karşılaştırma amaçlı çinko oksit içermeyen Jelatin/Salisilik Asit nano lifi de elektrospinning yöntemi ile üretilmiştir. Yüzey yapılarının ve lif çaplarının karşılaştırmalı olarak incelenmesi için taramalı electron mikroskopu (SEM) kullanılmıştır. Hazırlanan nano liflerin ZnO-NP içeriği Enerji yayılımlı X-Işını Analizi (EDX) ile belirlenmiştir. Hazırlanan nanoliflerin kimyasal yapıları Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) analizi ile incelenmiştir. Ayrıca hazırlanan nano liflerin Escherichia coli'ye karşı antimikrobiyal testleri yapılmıştır. Daha sonra Phaeodactylum tricornutum mikroalgi içeren Jelatin/Salisilik Asit/Mikroalg nanolif üretimi elektrospinning yöntemiyle yapılmıştır. Bunun için öncelikle Phaeodactylum tricornutum alg kültürleri hazırlamıştır ve ardından yetiştirilen alglerden kuru alg biyokütlesi elde edilmiştir. Farklı mikroalg konsantrasyonlarının nanolif üretimine ve yapısına etkisi incelenmek istenmiştir. Bu amaçla farklı konsantrasyonlarda (%0.5 ve 1) alg içeren Jelatin/Salisilik Asit/Mikroalg nano lif üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen nano liflerin yüzey görüntüleri ve lif çapları SEM analizi ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Hazırlanan nanoliflerin kimyasal yapıları FTIR analizi ile incelenmiştir. Analiz sonuçları mikroalg içermeyen Jelatin/Salisilik Asit kontrol nano lifi ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca hazırlanan Jelatin/Salisilik Asit/Mikroalg nano liflerinin Escherichia coli'ye karşı antimikrobiyal testleri yapılmıştır. SEM analizi ile elde edilen sonuçlara göre, Jelatin/Salisilik Asit/ZnO-NP ve Jelatin/Salisilik Asit/Mikroalg nano liflerinin homojen ve düzgün dağılımlı olduğu görülmüştür. Liflerde boncuklu yapıya (bead) rastlanmamıştır. Jelatin/Salisilik Asit/ZnO-NP nano liflerinde çinko yüzdesi arttıkça lif çaplarının da arttığı görülmüştür. Üretilen nano liflerden %5 ZnO içeren Jel./SA/5 ZnO nano lifine EDX analizi yapılmış ve içeriğindeki ZnO varlığı kanıtlanmıştır. Jelatin/Salisilik Asit/Mikroalg nano liflerinde ise mikroalg konsantrasyonu arttıkça nano lif çapının azaldığı görülmüştür. Ancak her iki mikroalg konsantrasyonundaki Jelatin/Salisilik Asit/Mikroalg nano liflerinin, lif çaplarının Jelatin/Salisilik Asit kontrol nano lifinden yüksek olduğu görülmüştür. Escherichia coli'ye karşı yapılan antimikrobiyal testlerin sonucuna göre; Jelatin/Salisilik Asit/Mikroalg nano liflerinin her iki mikroalg konsantrasyonunda da antimikrobiyal özellik gösterdiği görülmüştür. Jelatin/Salisilik Asit/ZnO-NP nano liflerinin ise %5 ZnO-NP konsantrasyonunda antimikrobiyal özellik göstermediği, ancak %10 ve 15 ZnO-NP konsantrasyonlarında antimikrobiyal özellik gösterdiği görülmüştür. Hazırlanan nano lifler besi ortamında eriyip gözden kaybolmuştur ancak bu durum test sonuçlarını etkilememiştir. Hazırlanan nano liflere ZnO ve SA salınımı testleri yapılmak istendiğinde nanoliflerin sulu ortamda eriyerek gözden kaybolduğu görülmüştür. Bu nedenle Jelatin temelli hazırlanan bu nano lifler çapraz bağlanmak istenmiştir. Ancak gluteraldehit buharında çapraz bağlanmak istenen nano liflerin yine çok kısa bir zaman içinde bozunup, küçüldüğü gözlenmiştir. Geliştirilmeye çalışılan nanofiberin çok kullanımlı olması amaçlandığı için çapraz bağlamaya gerek olmadan Poli kaprolakton/Jelatin kompozit nano lifleri üretilmeye başlanmıştır. Yapılan literatür araştırmalarına göre de Poli kaprolakton (PCL)/Jelatin kompozit nano liflerinin ayrı ayrı Jelatin ve PCL nano liflerine göre daha gelişmiş özellikler gösterdiği anlaşılmıştır. Üretilecek Jel./PCL nano lifleri için önceden hazırlanan Jel./SA/ZnO ve Jel./SA/Mikroalg nano liflerinin analiz sonuçlarından faydalanılmıştır. Hazırlanacak nano lifler için %10 ZnO ve %1 Mikroalg konsantrasyonu seçilmiş ve öncelikle kontrol ve karşılaştırma amaçlı Jel./PCL/SA nano lifi elektrospinning yöntemiyle üretilmiştir. Ardından %10 ZnO-NP içeren Jel./PCL/SA/10 ZnO nano lifi, %1 Phaeodactylum tricornutum mikroalgi içeren Jel./PCL/SA/1 Alg nano lifi ve son olarak hem %10 ZnO-NP hem de %1 P. tricornutum mikroalgi içeren Jel./PCL/SA/10 ZnO/1 Alg nano lifi elektrospinnig yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen nano liflerin morfolojik yapıları ve lif çapları SEM analizi ile incelenmiştir. ZnO-NP içeren nanoliflerdeki çinko iyonu varlığı X-ışını Kırınımı (XRD) analizi ile belirlenmiştir. Üretilen nano liflerin kimyasal yapıları FTIR analizi ile incelenmiştir. Antimikrobiyal testleri Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterilene karşı yapılmıştır. Bunlara ek olarak çinko iyonu salınımı ve salisilik asit salınımı testleri yapılmıştır. Son olarak da üretilen nano liflerin su absorpsiyonu ve ağırlık kaybı değerleri hesaplanarak biyo bozunurluk testi yapılmıştır. SEM analizi sonuçlarına göre üretilen nano liflerin boncuklu yapı içermediği görülmüştür. Yüzey yapılarının düzgün ve homojen dağılımlı olduğu görülmüştür. Üretilen nano liflerin SEM analizleri Jel./PCL/SA kontrol nano lifi ile ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır. En düşük lif çapına sahip olan nano lifin Jel./PCL/SA/10 ZnO nano lifi olduğu görülmüştür. X-ışını kırınımı analizi (XRD) ile Jel./PCL/SA/10 ZnO ve Jel./PCL/SA/10 ZnO/1 Alg nano liflerinde çinko iyonu varlığı ispatlanmıştır. Elde edilen antimikrobiyal test sonuçlarına göre Jelatin/PCL nanoliflerinin E. Coli'ye ve S. Aureus'a karşı çok fazla antimikrobiyal özellik göstermediği görülmüştür. Jel./PCL/SA kontrol numunesinde her iki bakteriye karşı da antimikrobiyal etki görülmemiştir. E. Coli'ye karşı yapılan test sonucunda %10 ZnO içeren Jel./PCL/SA/10 ZnO nano lifinin inhibasyon çapı ölçülmüş ve ortalama 1.63 olarak bulunmuştur. Bu durumda Jel./PCL/SA/10 ZnO nanolifinin E. Coli'ye karşı az da olsa antimikrobiyal özelliğe sahip olduğu düşünülebilir. S. Aureus'a karşı yapılan test sonucunda ise sadece hem alg hem de çinko oksit içeren Jel./PCL/SA/10 ZnO/1 Alg nano lifinin 1.65 inhibisyon çapı oranıyla az miktarda antimikrobiyal etki gösterdiği görülmüştür. Yapılan salınım testi sonuçlarına göre ise Jel./PCL nano liflerinin çinko oksit ve salisilik asiti kontrollü bir şekilde saldığı gözlenmiştir. Salınım testi sonrası 7 gün boyunca sulu ortamda beklemiş nano liflerin su absorpsiyon ve ağırlı kaybı değerleri hesaplanarak biyobozunurlukları incelenmiştir. Nano liflerin su absorpsiyon kapasitelerinin oldukça yüksek olduğu (ortalama %188 civarında) görülmüştür. Ağırlık kaybı değerlerinin de ortalama %36 civarında olduğu görülmüştür. Bütün üretimler ve analizler sonucunda elde edilen verilere göre, Jel./SA ve Jel/PCL/SA nano liflerinin akne problemine karşı tedavi amaçlı yüz maskesi olarak kullanıma uygun olduğu anlaşılmıştır. Jel./SA nano liflerinin sulu ortamda eriyip gitmesi sebebiyle tek kullanımlık olarak düşünülmesi daha faydalı olacaktır. Jel./PCL/SA nano liflerinin ise birden fazla kullanıma uygun olduğu söylenebilir.
Malahit yeşili'nin seçici tayini için yüzeyde zenginleştirilmiş raman spektroskopisi temelli manyetik nanoplatformların hazırlanması
ÖZET MALAHİT YEŞİLİ'NİN SEÇİCİ TAYİNİ İÇİN YÜZEYDE ZENGİNLEŞTİRİLMİŞ RAMAN SPEKTROSKOPİSİ TEMELLİ MANYETİK NANOPLATFORMLARIN HAZIRLANMASI EKMEN, Elvan Yüksek Lisans Tezi, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Tez Danışmanı: Doç. Dr. Adem ZENGİN Mayıs 2019, 63 sayfa Bu çalışmada, boyarmadde olarak kullanılan malahit yeşilinin tayininde kullanılmak üzere moleküler baskılanmış manyetik nanopartiküller hazırlanmıştır. İlk olarak solvotermal yöntemle manyetik nanopartiküller sentezlenmiş, partikül yüzeyi ilk olarak iyodsilan (IPTS) ile modifiye edilmiş, ardından nanopartiküller metakrilik asit (MAA, Monomer), etilen glikol dimetakrilat (EGDMA, çapraz bağlayıcı), azobis isobütironitril (AIBN, başlatıcı), malahit yeşili (MY, kalıp molekül), N-iyodosüksinamid (NIS, katalizör) içerisinde dispers edilmiş ve yüzeyde moleküler baskılama yöntemi ile baskılanmış polimerler tersinir zincir transfer katalizlenmiş polimerleşme (RCTP) ile hazırlanmıştır. Ardından gümüş dendrimer kaplı silisyum yüzeyler ile çeşme suyu içerisinde MY molekül tayini gerçekleştirilmiştir. Baskılanmış nanopartikül yüzeylerde malahit yeşili için maksimum adsorpsiyon kapasitesi ve süresi sırasıyla 34.6 mg/g, 60 dak. olarak belirlenmiş ve partikül yüzeyinde MY'ne karşı baskılama faktörü 3.69 olarak hesaplanmıştır. MY molekülüne yapıca benzer (kristal mavisi ve rosolik asit) ile seçicilik çalışması yapılmış ve nanopartiküllerin MY'ne karşı oldukça seçici olduğu görülmüştür. Çoklu adsorpsiyon-desorpsiyon çevriminden sonra baskılanmış nanopartiküllerin kullanılabilirliğinin ve seçiciliğinin değişmediği görülmüştür. SERS aktif dendrimer yüzeyler ile MY molekülü çeşme suyunda tayin edilebilme alt sınırı (LOD) değeri 0,06 pM olarak belirlenmiştir. Ayrıca SERS aktif yüzeylerde bulunan malahit yeşili UV/O3 kullanılarak 60dak. sonunda tamamen yüzeyden uzaklaştırılarak rejenere edilmiştir. Yüzeylerin UV/O3'ekarşı dayanıklı ve en az 10 defa rejenere edilebilme özelliğinin bulunduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Malahit yeşili, Nanopartikül, RCTP, SERS
Dinamik benzetimi yapılan bir reaktif distilasyon kolonunun cevap yüzey yöntemi ile optimum işletme koşullarının belirlenmesi
Bu tez kapsamında, dinamik benzetimi yapılan bir reaktif distilasyon (RD) kolonunda işletme koşullarının optimizasyonu yapıldı. Tasarımı yapılan raflı RD kolonunda işletim parametrelerinin etanol ile asetik asit arasındaki reaksiyonu sonucu etil asetat üretim hızına etkileri değerlendirildi. RD kolonunun optimum işletme koşullarının belirlenmesi için cevap yüzey yöntemi (CYY) uygulandı. CYY'de kullanılan deney tasarımı Design Expert 7.0.0 programının deneme versiyonu ile oluşturuldu. Placket-Burman (PB) tasarım yöntemi kullanılarak RD kolonunu etkileyen en önemli parametreler asetik asit besleme hızı (kmol/h), etanol besleme hızı (kmol/h), geri döngü ve sıcaklık olarak belirlendi. Daha sonra RD kolonunun optimum işletme koşullarının belirlenmesi için Merkezi Kompozit Tasarımı (MKT) uygulandı. Cevap ve bağımsız değişkenler arasındaki etkileşimi ve elde edilen verileri incelemek üzere ANOVA analizi kullanıldı. Etil asetat üretim hızının bağımsız değişkenlere göre ikinci dereceden regresyon modeli, Design Expert 7.0.0 programı kullanılarak geliştirildi. MKT'de oluşturulan üç boyutlu (3D) grafikler yorumlandı. En yüksek etil asetat üretim hızı elde etmek için optimum RD işletme koşulları sırasıyla asetik asit besleme hızı 149.86 kmol/h, etanol besleme hızı 99.99 kmol/h, geri döngü oranı 2.50 ve besleme sıcaklığı 70°C optimum değerler olarak belirlendi. Bu çalışma, CYY' nin RD kolonundaki işletim parametrelerinin optimizasyonu için uygun bir yöntem olabileceğini göstermektedir. Anahtar kelimeler: ANOVA, Cevap yüzey yöntemi, Dinamik benzetim, Optimizasyon, Reaktif distilasyon
Van bölgesi için yenilikçi güneş destekli toprak kaynaklı ısı pompası modellenmesi ve simülasyonu
"Toprak Kaynaklı Isı Pompası" (TKIP)'ın toprakta depolanan ısı enerjisini kullanarak binaların, çeşitli mühendislik yapıların ısıtılması ve soğutulmasında, ayrıca sıcak su üretiminde kullanılan bir sistemdir. Bu çalışmada soğuk iklim koşullarına sahip bölgelerde TKIP ve BTES sistemlerinin birlikte uygulanması modellenmesi ve MATLAB programı kullanılarak hesaplamaları yapılmıştır. Modellenen sistemde farklı yüzeylerde sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Ayrıca sistemin ısı kayıpları, verimi ve ısı çekim değerleri de hesaplanmıştır. Sistemden en çok ısı çekiminin Ocak ve Aralık aylarında olduğu, aynı zamanda en fazla ısı kaybının da bu aylarda olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde çekilen ısının belirlenen konutun ısıtılması için yüzde yüz aktartılabilmesi durumunda yeterli olacağı görülmüştür. Fakat dünyada ki hiçbir ısı transfer sistemi yüzde yüz verime sahip değildir. Bu yüzden konutun için ısıtılması için gerekli çekilen ısının yetersizliği söz konusudur. Bu durumun sebebinin ise depolanan ısı miktarının çekilmek istenilen ısı miktarına nazaran yetersiz kalmasıdır ve bu durum büyük oranda belirlenen ısı depolama hacminin artırılması ile aşılabilir. Sistem için gerekli iyileştirmeler yapılması durumunda özellikle güneş potansiyeli veya jeotermal kaynakları fazla olan soğuk iklim bölgelerindeki ısıtma için TKIP ve BTES sistemlerinin rahatlıkla kullanılabileceği gözlemlenmiştir
Yarı pamuk yarı poli etilen yeni nesil kompozit kumaşların balistik özelliklerinin iyileştirilmesi ve geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, Balistik zırh üretimi için Yüksek yoğunluklu polietilen ipliklerle hasır örgü seklinde dokunan kumaşlar ve doğal seramiklerle oluşturulan kompozit malzemelerin balistik başarım üzerine etkileri araştırılmış ve üretilen prototiplerin balistik test sonrası karakteristik incelenmesi yapılmıştır. Bu çalışmada üretilen kompozit zırhların hali hazırda kullanılan zırh malzemelerine göre ağırlık, ergonomik tasarım ve balistik başarımları incelenmiş ve zırhlar üzerinde farklı silah ve kurşunlarla yapılan testlerde balistik başarım elde edildiği görülmüştür.
Determination of pid control parameters by response surface methodology
Proportional – integral-derivative (PID) controllers are the most used systems in the industrial field and find the most research and application area in control engineering. The control output is generated by the addition of three terms called proportional, integral and derivative. Some experimental methods have been developed to tuning the PID control parameters. These methods are applied to the open-line systems without control, but the parameters determined by these methods may not be effective in nonlinear, variable parameter and unstable systems. In this case, it is necessary to determine the optimal PID control parameters. In the scope of this thesis, liquid level control system which operated in Van Yüzüncü Yıl University, Department of Chemical Engineering was used. Dynamic data for control variable was obtained with step change applied to manipulated variable. The dead time, time constant and gain values were determined with the process reaction curve was prepared using step change effect. The optimum values of the PID control parameters are determined by Response Surface Method (RSM). Kp, τI, τD as independent parameters and ISE and IAE values are chosen as dependent variables (responses). Numerical values of the responses for the runs in the design matrices determined using closed-loop PID controller with liquid level system block diagram which designed in MATLAB/Simulink. Simulations in the proposed list by the trial version of Design Expert 7.0 program were performed in order and the IAE and ISE values calculated after the simulations were processed by processing the results. The models were developed through RSM in terms of related independent variables to describe the ISE and IAE as the two responses. Keywords: PID control, IAE, ISE, liquid level, response surface methodology.
Modifiye edilmiş yüzey baskılı elektrotlar ile gıda katkı maddelerinin elektrokimyasal davranışlarının incelenmesi
Bu tez çalışmasında gıdalardaki benzoik asit, asetik asit, sitrik asit ve potasyum sorbat tayini için Pd tabanlı bir sensör geliştirilmiştir. Kimyasal indirgeme metodu ile karbon nano tüp (KNT) destekli PdRuCr nanoyapıları sentezlenmiştir. Bu yeni PdRuCr/KNT elektrokatalizörünün karakterizasyonu, X ışını kırınımı (XRD) ve Taramalı elektron mikroskobu Enerji yayılımlı X-Işını Analizi (SEM-EDX) ile yapılmıştır. Elektrokatalizörlerin aktiviteleri döngüsel voltametri (CV) ve diferansiyel puls (DPV) yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Geliştirilen sensörün her bir koruyucu madde için çalışma şartları optimize edilerek gerçek numunelerde tanınması amacı ile ölçümler alınmış ve başarı ile uygulanmıştır.
Yüksek aktiviteye sahip cnt destekli pd-zn katalizörünün formik asit elektrooksitlenme aktivitesinin incelenmesi
Yakıt pilleri kesintisiz çalışabilmesi, zararlı atık oluşturmaması, kaynağını doğadan alması ve yüksek enerji verimi gibi avantajlarından dolayı araştırmacılar için popüler bir alandır. Yakıt pilleri için anot hücrelerinde kullanılan katalizörlerin yüksek güç ve düşük maliyetli olması istenilen ve üzerinde çalışılan konudur. Bu tez çalışmasında karbon nanotüp destekli Pd/CNT ve PdZn/CNT katalizörleri NaBH4 indirgeme yöntemi yardımıyla sentezlenip formik asit elektrooksidasyonu için optimum operasyon koşulları ve performansları araştırılmıştır. Hazırlanan katalizörlerin performansını incelemek için döngülü voltametre (CV), kronoampermetri (CA) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) tekniği kullanılmıştır. Sentezlenen katalizörler geçirimli elektron mikroskobu (TEM), X-ışını kırınım yöntemi (XRD), X-ray Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve Endüktif olarak eşleşmiş plazma-kütle spektrometresi (ICP‐MS) ile karakterize edilmiştir. CA ölçüm ile çalışma elektrodu kullanılarak kare dalga etki oluşturulmuş elde edilen akım yoğunluğunda meydana gelen değişimler yardımıyla elektrokimyasal ölçüm sisteminin dinamik modellenmesi oluşturulmuştur. Bunun için MATLAB programındaki Sistem Tanımlama araç kutusuna işlenip auto regressive moving average exogenous (ARMAX), auto regressive exogenous (ARX), Box-Jenkins (BJ) ve output error (OE) model katsayıları bulunmuştur.
Karbon türevleri ile modifiye edilmiş yüzey baskılı elektrotların rasemik ilaç ayırımında kullanılması
Bu tez çalışmasında, multidisipliner bilimde önemli bir yer teşkil eden kiral bileşiklerin enantiyomerlerini ayırt etmek için karbon tabanlı elektrotlar ile elektrokimyasal sensör çalışmaları gerçekleştirildi. Bu amaç doğrultusunda son yıllarda üstün özelliklerinden dolayı elektrokimyasal sensör uygulamalarında büyük bir ilgi uyandıran karbon materyalinin, kimyasal indirgeme metodu ile grafen oksit / β-siklodekstrin (GO/β-CD) ve karbon nanotüp / β-siklodekstrin (CNT/β-CD) gibi türevleri sentezlendi. Karbon tabanlı elektrokatalizörünün karakterizasyonları X-ışını kırınımı (XRD) ile elektrot yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edildi. Elde edilen karbon tabanlı materyaller, yüzey baskılı karbon elektrotların (SPCE) yüzeyine modifiye edilerek grafen oksit/yüzey baskılı karbon elektrot (GO/SPCE), karbon nanotüp / yüzey baskılı karbon elektrot (CNT/SPCE) , grafen oksit / β-siklodekstrin (GO/ β -CD/SPCE) ve yüzey baskılı karbon elektrot / β-siklodekstrin (CNT/ β -CD/SPCE) üretildi. Elektrokatalizörlerin etkinlikleri dönüşümlü voltametri (CV) teknikleri ile karakterize edildi. Elektrokimyasal çalışmalarda enantiyoseçici kiral sensör olarak kullanılan elektrotların kiral bileşiklere karşı enantiyoseçici kiral ayırt etme çalışmaları gerçekleştirildi ve sırasıyla rasemik halde bulunan antidepresan ilaç etken maddelerinden Fluosektinve ağrı kesici ateş düşürücü ilaç etken maddelerinden Ketoprofen, enantiyomerlerinin elektrokimyasal olarak birbirinden ayırt edilmesi sağlandı.
Çok duvarlı karbon nanotüp destekli metal katalizörler ile L-sistein sensörü geliştirilmesi
Bu çalışmada L-sistein amino asidinin elektrokimyasal yöntemler ile tampon çözeltisi (PBS, pH 7.2) ortamındaki belirlenme aktivitesi incelenmiştir. Yapılan elektrokimyasal araştırmalarda camsı karbon elektrot (GCE) metal içerikli katalizörler ile modifiye edilmiştir ve L-sistein için elektrokimyasal bir sensör geliştirilmiştir. Araştırmanın tüm safhasında Ru, Pd, Mo, Ga, Co ve Pt içeren tuz çözeltileri ile karbon nanotüp (CNT) yüzeyleri etkileştirilerek kimyasal indirgeme neticesinde monometalik nanokatalizör sistemleri olan; Ru/MWCNT, Pd/MWCNT, Pt/MWCNT, Mo/MWCNT, Ga/MWCNT ve Co/MWCNT'ler sentezlenmiştir. Sentezlenen bu katalizörler X-ray kırınım spektroskopisi (XRD), X-ray enerji dağıtıcı spektroskopisi (EDX), Taramalı elektron mikroskopu (SEM), Geçirimli elektron mikroskopu (TEM) İndüklenmiş plazma-kütle spektroskopisi (ICP-MS), Breaneur-Emmet-Teller (BET) spektroskopisi ve Ultraviyole görünür bölge spektroskopisi (UV-Vis) gibi çeşitli karakterizasyonlara tabi tutulmuştur. GCE'ler, katalizör sistemleri ile modifiye edilerek L-sistein elektrooksidasyonu için elektrokimyasal aktiviteleri incelenmiştir. Modifiye edilen bu elektrotlar ile PBS ortamında yer alan L-sistein'in elektrooksidasyon-redüksiyon davranışları incelenmiştir. Elektrokimyasal sensör niceliklerini belirlemek adına hassasiyet, seçicilik, algılama türü ve girişim etkisi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Döngülü voltametri (CV), diferansiyel puls voltametri (DPV) ve elektrokimyasal impedans (EIS) ile ileri elektroanalitik yöntemler kullanılmıştır. Bu doğrultuda Ru/MWCNT, Ga/MWCNT, Mo/MWCNT ve Co/MWCNT ile modifiye edilen GCE'lerin hassasiyetleri sırasıyla 4307.05, 114, 200, 65 µA/mMcm2 olarak tespit edilmiştir. İlgili elektrotların LOD/LOQ değerleri ise sırasıyla 0.353/1.060, 0.05/0.15, 0.25/0.75, 0.02/0.06 µM olarak belirlenmiştir. Bu kaalizörlerin analitik aralıkları ise 0-200, 0-200, 0–150, 10-500 μM olarak rapor edilmiştir. Yapılan bu elektroanalitik çalışmalar neticesinde Co/MWCNT katalizör sisteminin L-sistein'in hassas tespiti için diğer katalizörlere nazaran daha iyi performans verdiği tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde tüm katalizör sistemlerinin L-sistein'i hassas olarak algılayabilme yeteneğinin bulunduğu tespit edilip, en iyi elektrokimyasal sensör yanıtlarının Co/MWCNT ile modifiye edilmiş GCE'den alındığı belirlenmiştir.
Green synthesis of silver nanoparticles via using common hazel and their antibacterial and antifungal activities
Synthesis of metal nanoparticles using plant extracts is one of the most simple, convenient, economical, and environmentally friendly methods that mitigate the involvement of toxic chemicals. This study investigated the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) using the aqueous leaf extract of common hazel. Common Hazel leaves stimulate blood circulation and bile secretion and are used in remedies for liver or gall bladder complaints. The bark, leaves, flowers, catkins, and nuts are all considered astringent, wound healing, blood purifying, fever-fighting, and sweat-inducing. AgNPs were characterized by UV-vis spectrophotometer, scanning electron microscope (SEM), Electron Dispersion X-light (EDX), and Fourier transform infrared (FTIR). The antibacterial and antifungal activity of nanomaterial was determined using microdilution methods. The intense reddish-brown coloration was observed higher than 0.002 Mm AgNO3 concentrations. Bioactive compounds were found responsible for the reduction, stabilization, and capping of Ag+ to Ag NPs. The antibacterial activity with the zone of inhibition is as follows: Bacillus cereus> Escherichia coli> Bacillus subtilis> Pseudomna aeruginosa> Staphylococcus aureus> Enterococcus faecalis (25 mm>21 mm>15 mm> 12 mm>11mm). The AgNPs showed antifungal properties against Candida albicans like 19 mm.
Pankreas kanser antijeni 19.9 belirlenmesi için nanoyapı temelli elektrokimyasal immünosensör geliştirilmesi
Nanoyapı temelli biyosensörler, ucuz üretim teknolojileriyle birleştirildiğinde klinik olarak önemli kanser biyobelirteçlerini tespit etmek için basit ve hassas cihazlar sunabilir. Bu nedenle bu tez kapsamında kanser belirteci karbonhidrat antijeni 19-9'u (CA19-9) hassas bir şekilde saptamak için etiketsiz bir elektrokimyasal immünosensör geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bunun için çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT), indirgenmiş grafen oksit (rGO) ve molibden disülfür (MoS2) destekli paladyum, altın ve gümüş nonopartikülleri hazırlanmıştır. Bu nanomalzemeler kimyasal indirgeme ve hidrotermal yöntem kullanılarak hazırlanmıştır. Nanoyapıların yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi (EDX), yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HRTEM), x-ışını kırınımı (XRD) ve x-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yüzey baskılı karbon elektrot (SPCE) kullanılarak CA19-9'u tespit etmek için yeni bir platform hazırlanmıştır. SPCE yüzeyi karakterize edilen nanomalzeme tabakası üzerine antikor ve antijen immobilize edilerek modifiye edilmiştir. İmmünosensörün hazırlanma aşamaları elektrokimyasal yöntemlerden döngüsel voltametri (CV) ve kare dalga voltametrisi (SWV) ile karakterize edilerek sensör özellikleri incelenmiştir. SPCE yüzeyinin MoS2 ve AuPd/MoS2-rGo ile modifikasyonu, biyosensörün analitik performansını önemli ölçüde iyileştirerek, yalnızca rGO ile hazırlananlara göre daha üstün sonuçlar gösterdi. Biyosensör geniş çalışma aralığı 0,015-108 U/mL ve 0.0042 U/mL'lik nispeten düşük bir tespit sınırı sergilemiştir. Tekrarlanabilirlik 10 tekrarlı ölçümle, yeniden üretilebilirlik ise farklı zamanlarda hazırlanan 6 ayrı elektrotla başarıyla incelenmiştir. Geliştirilen sensörün, hedeflenen biyobelirtecin uygun maliyetli, hızlı ve etiketsiz tespiti sayesinde hastalık teşhis ve tedavi sürecinin bir parçası olabileceği öngörülmektedir.
Yara örtüsü uygulamaları için sentezlenen kitosen/jelatin hidrojelin biyouyumluluk ve biyobozunurluk davranışının istatistiksel olarak değerlendirilmesi
Bu çalışmada, geleneksel yara örtülerine alternatif olabilecek hidrojel hazırlamak için biyouyumlu, biyobozunur ve yeni doku oluşumunu hızlandırma özelliklerinden dolayı kitosan ve jelatin kullanılmıştır. Kitosan, jelatin ve çapraz bağlayıcı miktarının hidrojellerin biyouyumluluğu ve biyobozunurluğu üzerine etkisi istatististiksel olarak değerlendirilmiştir. İstatistiksel çalışma sonucunda belirlenen optimum miktarlara göre hazırlanan hidrojellerde kitosanın molekül ağırlığının biyouyumluluk ve biyobozunurluğa etkisi incelenmiştir. İstatistiksel deneyler Box- Behnken deney tasarım yöntemine göre tasarlanmıştır. Hidrojellerin biyouyumluluğu; şişme oranı, gaz geçirgenliği ve gözeneklilik testleri ile, biyobozunurluğu ise in vitro bozunma ve in vitro enzimatik bozunma analizleri ile izlenmiştir. Analizlerde, insan vücudu kan plazması içeriğine en yakın çözelti olan sentetik vücut sıvısı kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar Design Expert 13 paket programı ile istatistiksel olarak değerlendirilmiş ve her cevap değişkeni için matematiksel model oluşturularak parametrelerin optimum değerleri belirlenmiştir. Bu çalışmada, parametrelerin aynı anda değişmesinin biyomalzemenin özelliklerine olan etkisinin istatistiksel olarak değerlendirilmesi ile çıkan sonuçların biyomedikal uygulamalara katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Bentonit ve toz aktif karbon kullanılarak tekstil sanayisi atık sularında metilen mavisinin giderilmesi
Tekstil sanayisi atık sularının içermiş olduğu boyar madde kirlilikleri çevreye verdiği zararlar açısından ciddi boyutta tehlike barındırmaktadır. Bu çalışmada tekstil alanında yararlanılan metilen mavisi boyar maddesi kullanılarak ideal adsorpsiyon koşulları altında sulu çözeltiden giderilmesi üzerine denemeler yapılmıştır. pH, sıcaklık, karıştırma hızı, boyar madde konsantrasyonu ve adsorban miktarı parametrelerinin adsorpsiyon prosesi üzerine etkileri incelenmiştir. En yüksek boya giderim verimi bentonit ile %94,32 iken toz aktif karbon ile %99,73 olarak tespit edilmiştir. Farklı sıcaklıklarda izoterm çalışmaları yapılmıştır. Adsorpsiyon davranışı Langmuir, Freundlich ve Temkin izoterm modelleri yardımıyla aydınlatılmış, izoterm sabitleri hesaplanmıştır. Maksimum adsorpsiyon kapasitesine bentonit ile 303,0303 mg/g, toz aktif karbon ile 227,2727 mg/g değerinde ulaşılmıştır. Adsorpsiyon kinetiği yalancı birinci mertebe ve yalancı ikinci mertebe kinetik modeli ile tayin edilmiştir. Gibbs serbest enerjisi, entalpi ve entropi değişim değerleri belirlenmiştir.
Modifiye hidrotalsit/PVC/kitosan kompozit filmlerinin bozunma davranışlarının değerlendirilmesi
Poli(vinil klorür) (PVC), düşük maliyeti, işlenebilirliği ve geniş kullanım alanı nedeniyle polimer endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bir termoplastiktir. Ancak, ısıl ve fotokimyasal bozunmaya karşı sınırlı dayanımı, malzemenin uzun süreli kullanımını kısıtlamaktadır. Bu nedenle, PVC'nin dayanımını artırmaya ve plastikleştirici göçünü azaltmaya yönelik katkı sistemlerinin geliştirilmesi önemlidir. Bu doğrultuda, PVC esaslı kompozit filmlerin dayanımını artırmak amacıyla farklı katkı maddeleri kullanılmış ve elde edilen filmlerin bozunma davranışları incelenmiştir. Çalışmada PVC plastisolleri içerisine dioktiltereftalat (DOTP) plastikleştirici, kalsiyum stearat-çinko stearat (CaSt2–ZnSt2) stabilizatörleri, epoksitlenmiş soya yağı (ESBO), hidrotalsit, kitosan ve glutaraldehit ile 1-(3-dimetilaminopropil)-3-etil-karbodimid (EDC) gibi çapraz bağlayıcılar eklenmiştir. Hazırlanan plastisoller cam yüzeye uygulanarak belirli kalınlıkta filmler elde edilmiş ve bu filmler ısıl ve UV yaşlandırmaya tabi tutulmuştur. Filmlerde meydana gelen yapısal değişiklikler Fourier Transform Infrared (FT-IR) spektroskopisi ile belirlenmiş, polien oluşumu UV-Vis spektroskopisi ile takip edilmiş ve aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Plastikleştirici göçü difüzyon katsayısı üzerinden değerlendirilmiştir. Kütle kayıpları termogravimetrik analiz (TGA) ile, camsı geçiş sıcaklığı (Tg) DSC analizi ile ölçülmüştür. Filmlerin yüzey morfolojisine taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile bakılmıştır. Filmlere biyouyumluluk ve biyobozunurluk testleri uygulanmıştır. Plastisol levhalara çekme testi uygulanarak mekanik özellikleri (elastiklik modülü, tokluk vb.) performansı incelenmiştir. Örneklere ait parçacıkların parçacık boyut dağılımı ve yüzey yükü ve stabilitesizeta potansiyel testi ile incelenmiştir. Bu tez kapsamında kullanılan yöntemler açısından, PVC sistemlerinin dayanımı farklı açılardan kapsamlı biçimde değerlendirilmiştir. Hem yapısal değişimler hem de çevresel koşullar altındaki dayanım çok boyutlu olarak incelenmiştir. Elde edilen bulgular, hidrotalsit ve kitosanın eklenmesi, modifiye edilmesi ve çapraz bağlanmasıyla plastikleştirici göçünün önemli ölçüde azaldığını ve PVC esaslı kompozitlerin ısıl, fotokimyasal ve biyolojik bozunmaya karşı direncinin arttığını göstermektedir. Bu katkı sistemleri ile PVC'nin çevresel koşullara karşı direncini iyileştirmenin yanı sıra, malzemenin kullanım alanını genişleterek özellikle tıbbi cihazlar gibi biyouyumluluk gerektiren uygulamalarda değerlendirilebilmesine katkı sağlayabileceği düşünülmektedir.
Bazı ege yöresi linyitleri ve biyokütlelerinin termal bozunma kinetiği ve gediz linyitinin asidik ortamda desülfürizasyonu
Günümüzde enerji kaynaklarının bir çoğu fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Ancak fosil yakıtların rezervlerinin giderek azalması ve çevresel zararları önemli bir problem haline gelmeye başlamıştır. Kömürden geleneksel enerji üretimi, asit yağmurları, kükürt ve nitrojen gibi zararlı gazların salınımı gibi çevresel sorunlara neden olmaktadır. Bu durum temiz kömür teknolojileri ve biyokütle gibi sürdürülebilir enerji kaynaklarının bulunması üzerine yönelimi arttırmıştır. Biyokütlelerin kömür gibi termal bozunma süreçlerine maruz bırakılması yakıt olarak kullanılabilirliğini ve piroliz karakteristiklerini belirlemektedir. Bu doktora tezi kapsamında ilk olarak Soma ve Gediz yöresi linyitleri ile ülkemizde yaygın olarak bulunan hurma ve zeytin çekirdeği atıklarının ısıl bozunma davranışları, oksidasyon karakteristikleri ve katı hal reaksiyon kinetiği parametreleri belirlenmiştir. Biyokütle ve kömür bileşenlerinin piroliz sürecine etkileri inert nitrojen gazı varlığında maksimum 1000 oC sıcaklıkta izotermal olmayan termogravimetrik analiz (TGA) ile dört farklı ısıtma hızında (10 oC, 15 oC, 20 oC, 30 oC ) incelenmiştir. Piroliz reaksiyonunda birinci dereceden tepkime varsayımı yaparak kinetik ifadeler türetilmiştir. Reaksiyon sırasında oluşan ve kaybolan uçucular, fonksiyonel gruplar ve minerolojik değişimler FTIR ve XRD analizleri ile karakterize edilmiştir. TGA verilerinden yararlanılarak yapılan kinetik hesaplamalar için Kissinger-Akashiro-Sunose (KAS) ve Ozawa-Flynn-Wall (OFW) modelden bağımsız yaklaşımlar kullanılmıştır. Desülfürizasyon çalışmalarında kullanılacak Gediz yöresi kömürü ısıl değeri oldukça yüksek olan kaliteli kömür yataklarına sahip bir linyit türüdür. Fakat içerdiği yüksek kükürt miktarıyla (%7,24) endüstriyel kullanımda kısıtlamaları bulunmaktadır. Bu çalışma kapsamında çevresel endişeler ve bu kısıtlamalar göz önünde bulundurularak Gediz kömürünün safsızlıklarından ve kükürtten arındırılarak temiz kömür eldesi ve kömürün kullanılabilirliğinin artırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda kömür yapısından kükürdü uzaklaştırmak için H2O2/H2SO4 çözeltisi ile liç yöntemi uygulanmıştır. Belirlenen reaksiyon parametreleriyle kükürt giderim verimleri hesaplandıktan sonra Taguchi ve Yanıt Yüzey Yöntemi ile deneysel tasarım yapılarak optimum çalışma koşulları belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar, optimizasyon ile belirlenen kombinasyonlara göre tekrarlanmıştır. Deneylerin sonucunda istatistiksel varyans analizi yapılarak kükürt giderimi için en iyi çalışma koşulları belirlenmiş ve sonuçlar ANOVA ile test edilmiştir.
Kömürden metanol üretilecek bir pilot tesisin tasarım süreçleri ile uyumlanmış bir teknik risk yönetim yöntemi
Bu çalışmada, kömürden gazlaştırma yöntemiyle üretilen sentez gazından metanol üretmeyi hedefleyen bir pilot tesis projesinin tasarım süreçlerinde kullanılabilecek bir teknik risk yönetim yöntemi geliştirilmiştir. Kimyasal tesislerin tasarım süreçleri endüstriyel uygulamalarda genellikle kapı-geçiş yaklaşımıyla bölünmüş birden fazla proje aşamasını içerir. Su akışı şeklinde ilerleyen ve her biri önceki aşamadaki tasarımı olgunlaştırma hedefi taşıyan bu tasarım aşamaları literatürde genel olarak dörde ayrılır; ÖTG-1, ÖTG-2, ÖTG-3 ve detay tasarım aşamaları olarak sınıflandırılabilecek bu aşamaların herbirinde farklı amaçlar doğrultusunda risk yönetim aktiviteleri yürütülür. Bu durum, her bir aşamada önem kazanan risk faktörlerini, bu risk faktörlerini yönetmek için kullanılacak yöntemleri, zamanlamasını ve uygulamanın detay düzeyini büyük ölçüde değiştirir. Ayrıca, herbir projenin kendine has karakteristikleri, kapsamı ve değişen tasarım aktiviteleri de risk yönetim aktivitelerinin proje yaşam çevrimine uyumlanmasını gerektirir. Kimyasal tesis tasarım süreçlerinde bu uyumlama çalışmaları genellikle endüstriyel tecrübeler ile yürütülür ve tanımlı bir yöntemi esas almaz. Risk yönetim aktivitelerini proje yaşam çevrimi ile uyumlaştırmak için bu çalışmada PMI (Project Management Institute) risk yönetim felsefesini temel alarak geliştirilen bir planlama yöntemi sunulmuştur. Bir projeyi ve ilgili tasarım süreçlerini karakterize etmek için gerekli olan adımlar tanımlandıktan sonra, risk kategorileri ve ilgili riskler proje aşamaları ile ilişkilendirilmiştir. Çalışma kapsamında, teknolojik hazıroluşluk, kendiliğinden güvenlik, inşaedilebilirlik, proses güvenliği ve diğer çeşitli proje teknik risk kategorilerini de kapsayacak şekilde bütüncül bir risk yönetim stratejisi benimsenmiştir. Geliştirilen yöntem, TUBİTAK tarafından tasarlanan bir metanol üretim pilot tesis projesinde örneklenmiştir. Bu amaçla, proje süreçleri karakterize edilmiş ve risk yönetim aktiviteleri ilgili tasarım aşamalarına adreslendikten sonra örnek risk değerlendirme çalışmaları yürütülmüştür. Önemli görülen riskler bir risk yazmacı ile sunulmuştur. İlerleyen süreçlerde bu çalışma ile belirlenen risklerin, methanol üretim teknololojileri için yürütülecek benzer projelere dair planlama çalışmalarında ve ticarileşme süreçlerine dair tartışmalarda yol gösterici olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, geliştirilen yöntemin TUBİTAK tarafından ileride, pilot tesis projelerinin teknik risk yönetim aktivitelerinde kılavuz olarak kullanılması da hedeflenmiştir. Anahtar Kelimeler: Metanol, Pilot tesis, Teknik risk yönetimi, PMI, Ön tasarım geliştirme
Eti Maden Müdürlüğü Kırka Bor İşletmeleri atıksularında bulunan lityumun elde edilmesi için Li-Mn-O yapılı adsorbentin sentezi ve kullanımının araştırılması
Özellikle lityum iyon pillerinin üretiminde ihtiyaç duyulan lityum bileşiklerinin eldesi ve geri kazanımı ile ilgili çalışmalar son yıllarda oldukça önem kazanmıştır. Atık pillerden, deniz suyundan, jeotermal sulardan ve lityum(I) iyonlarını içeren atıksulardan lityum(I) iyonlarının geri kazanımında son yıllarda şablon mangan oksit yapılı adsorbentlerin sentezi ve kullanımı öne çıkmıştır. Bu tez çalışmasında Kırka Bor İşletmesi atıksuyunda yer alan lityum(I) iyonlarının seçici olarak şablon mangan oksit yapılı adsorbente adsorplanarak desorpsiyonla geri kazanımı hedeflenmiştir. Adsorbent LiOH.H2O ve Mn3O4'ten katı hal reaksiyonu ile sentezlenen redoks tipli spinel LiMn2O4 yapının HCl çözeltisi ile yıkanmasıyla hazırlanmıştır. Adsorbent yapının karakterizasyon çalışmaları yapılan sentezin doğruluğunu göstermiştir. Deneysel çalışmalar sentetik lityum(I) çözeltisi ve Kırka Bor İşletmesi atıksuyu ile gerçekleştirilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmaların ilk aşamasında sentetik çözeltiden lityum(I) iyon adsorpsiyonunda başlangıç pH'ının, başlangıç lityum(I) iyon derişiminin ve adsorbent derişiminin adsorpsiyon dengesi üzerine etkileri araştırılmış ve en uygun çalışma koşulları pH 10, adsorbent derişimi 10 g/L ve başlangıç lityum(I) iyon derişimi 200 mg/L olarak belirlenmiştir. Langmuir modelinden adsorbentin en yüksek lityum(I) adsorpsiyon kapasitesi 12,71 mg/g olarak saptanmıştır. Çalışmaların daha sonraki aşamasında ise, Kırka Bor İşletmeleri atıksuyundan lityum(I) iyonlarının adsorpsiyonu/desorpsiyonu atıksuyun içerdiği kalsiyum(II), magnezyum(II), sodyum(I), potasyum(I), ve bor(III) gibi iyonlarla birlikte araştırılarak λ-MnO2 adsorbentin tekrar kullanılabilirliği incelenmiştir. Kırka Bor İşletmeleri atıksuyunun kendi pH değerinin 9,54 olması nedeniyle adsorpsiyon bir ön pH ayarlaması yapılmadan gerçekleştirilmiştir. 165,5 mg/L lityum(I) içeren bu atıksuda adsorbentin lityum(I) adsorpsiyon kapasitesi 8,31 mg/g olarak saptanmıştır. Çalışmaların son aşamasında ise, λ-MnO2 adsorbentin atıksudan adsorpladığı lityum(I) iyonlarının geri kazanımı araştırılmış ve ilk desorpsiyonda %91,5 verim elde edilmiştir. Bu adsorpsiyon/desorpsiyon çalışması 5 kez tekrarlanmış ve sonuçlar λ-MnO2 adsorbentin desorpsiyon veriminin yaklaşık %10 azalarak %91,5'ten %82,5' e düştüğünü göstermiştir.
Granül ve hidrofobik film yapılı piroteknik/termit malzeme sentezi ve karakterizasyonu
Tez kapsamında, film ve granül yapılı piroteknik malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyon testlerinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Piroteknik malzemeler, patlayıcı ve yakıt gibi diğer enerjik malzemelere kıyasla daha hızlı tutuşabilen bu nedenle darbe, sürtünme gibi dış etmenlere karşı hassas olan yanıcı ve parlayıcı malzemelerdir. Tez çalışmasında, yakıt olarak adlandırılan Alüminyum metali ve Bor yarı-metali kullanılmış, oksitleyici olarak Bakır (II) Oksit (CuO), Demir (III) Oksit (Fe2O3) ve Molibden Trioksit (MoO3) metal oksitleri seçilmiştir. Film yapılı piroteknik malzemelerin hazırlanmasında, termal ve kimyasal kararlılığı yüksek aynı zamanda reaktif ve hidrofobik özellik gösteren bir bağlayıcı olan Poliviniliden Florür (PVDF) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara bakıldığında, PVDF bağlayıcısının reaktif özelliği sayesinde, film yapılı piroteknik malzemelerin, granül yapılı piroteknik malzemelere kıyasla 100-250 ºC daha erken tutuştukları görülmüştür. Denklik oranı stokiyometrik orana yaklaştıkça termit reaksiyonların veriminin arttığı ve buna bağlı olarak katı ürün çıktılarının 1.65 ila 4.4 kat arasında arttığı belirlenmiştir. Farklı oksitleyiciler ve yakıtlar, farklı denklik oranları (1.5 ile 12.5 aralığında) ve PVDF bağlayıcısı kullanılarak hazırlanan film ve granül yapılı piroteknik malzemelerin kalorifik değerleri tüm bu parametrelere göre değerlendirilmiştir. Denklik oranının kalorifik değer üzerinde etkili bir parametre olduğu ve elde edilen değerlerin 438-1008 cal/g aralığında ölçüldüğü görülmüştür. Hazırlanan film yapıların ortam nemine karşı dayanıklı olduklarını (hidrofobik) göstermek amacıyla, PVDF için statik temas açısı testi yapılmış ve bu sonuca göre film yapıların da hidrofobik olduğu değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Piroteknik/Termit Malzemeler, Hidrofobik, Film/Granül Yapılar, Kalorifik Değer, PVDF, Denklik Oranı
Mangan oksit bazlı monodispers-gözenekli mikroküre formunda katalizörlerin sentezi ve su kirleticilerinin gideriminde kullanımı
Bu tez kapsamında, mühendislik çözümleri gerektiren ve önemli bir çevre sorunu olarak kabul edilen sulu ortamlardaki organik kirleticilerin gideriminde kullanılmak üzere Mn5O8 monodispers-gözenekli mikroküreler ve MagSiO2@PDA@MnOx çekirdek/kabuk kompozit manyetik mikroküreler sentezlenmiş ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Mikroküreler, hedef organik kirleticilerin giderimi için ileri oksidasyon proseslerinde oksitleyici ajan olan peroksimonosülfat (PMS) aktivasyonunda, heterojen katalizör olarak kullanılarak aktivite sonuçları incelenmiştir. İlk aşamada, sol-jel kalıplama tekniği ile mangan oksit bazlı monodispers-gözenekli mikroküre formunda katalizörler sentezlenmiş ve kalıp malzemesi olarak kullanılan metakrilat bazlı polimerik mikroküreler, poli (glisidil metakrilat) mikrokürelerinin çok aşamalı mikrosüspansiyon polimerizasyonuyla elde edilmiştir. Birden fazla yükseltgenme basamağına sahip Mn5O8 mikroküreleri, peroksimonosülfat (PMS) aktivasyonu yoluyla model organik kirleticiler olan metilen mavisi (MM) ve tetrasiklinin (TS) bozunması için verimli bir heterojen katalizör olarak kullanılmıştır. Giderim prosesi, kirleticilerin adsorpsiyonu ve kimyasal bozunumu olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. Mn5O8-PMS sistemi kullanılarak, 5 dakikalık bir bozunma süresi içinde MM' nin tamamı, TS' nin ise %70'i giderilmiştir. 58.3 m2/g spesifik yüzey alanına sahip Mn5O8 mikroküreleri, kirleticilerin çok kısa sürede giderimine olanak sağlamıştır. 3.3-9 pH aralığında yapılmış olan bozunma çalışmalarında kayda değer bir değişiklik gözlenmemiştir. MM ve TS' nin birinci mertebeden hız sabitlerinin en yüksek değerleri sırasıyla 0.961 dk-1 ve 0.570 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Bu değerlerin, benzer bozunma sistemleriyle karşılaştırıldığında yaklaşık 24 kat daha yüksek olduğu söylenebilir. Mn5O8-PMS sisteminin katalitik bozunma reaksiyonları sırasında oluşan radikal türlerinin doğrulanması için radikal yakalama deneyleri yapılmıştır. Radikal yakalayıcıların varlığında gerçekleştirilen bozunma çalışmaları, singlet oksijen (1O2) ve süperoksit anyon (O2*-) radikallerinin Mn5O8-PMS sisteminde üretildiğini göstermiştir. Art arda gerçekleştirilen beş bozunum çalışmasında, MM' nin ve TS' nin bozunum verimliliği %99.3 ve %89.3 değerlerine düşmüştür. Mn5O8 mikrokürelerinden sızan Mn konsantrasyonunu belirlemek üzere yapılan çalışmalarda; 0.14 ppm'den düşük nihai Mn konsantrasyonları, sulu ortamdaki organik kirleticilerin hızlı bozunması için Mn5O8 mikrokürelerin oldukça kararlı bir oksidasyon katalizörü olduğunu göstermiştir. İkinci formda, MagSiO2@PDA@MnOx çekirdek/kabuk kompozit manyetik mikroküreler sentezlenmiştir. Öncelikle çekirdek kısmı için seçilen silika mikrokürelerin sol-jel kalıplama tekniği ile sentezi gerçekleştirilmiş, PDA' nın –NH2, –OH gibi aktif yüzey gruplarının metal iyonları ile metal-ligand kompleksi oluşturabilmesi özelliği sayesinde kabuk kısmı polidopamin ile kaplanmış ve üzerine MnO2 nanopartiküller çöktürülmüştür. Katalizör, sulu ortamda metil turuncusu (MT), metilen mavisi (MM) ve rodamin B (RB) gideriminde kullanılmıştır. BET modeline göre nitrojen adsorpsiyon yöntemi ile analizi yapılan numunelerin ortalama gözenek boyutu ve gözenek hacmi sırasıyla 6.36 µm ve 0.59 cm3/g olarak belirlenmiştir. MagSiO2@PDA@MnOx kompozit mikrokürelerin katalizör olarak kullanılmasıyla, MM' nin ve RB'nin tamamı, MT' nin ise %90' ının giderimi 60 dakikanın sonunda sağlanmıştır. MagSiO2@PDA@MnOx-PMS sistemi, bozunum reaksiyonunun baskın olarak singlet oksijen (1O2) ve süperoksit anyon (O2*-) radikallerinin üretilmesi yoluyla ilerlediğini göstermiştir. MT ve RB' nin ardışık olarak beş kez tekrar kullanılabilirlik çalışmalarının sonunda, bozunma veriminde yaklaşık %10' luk bir azalma olmasına rağmen MagSiO2@PDA@MnOx-PMS sistemi, organik kirleticilerin gideriminde kararlı ve dayanıklı bir katalizör olarak kullanılmıştır. MagSiO2@PDA@MnOx kompozit mikrokürelerin manyetik özellikte olması, reaksiyon ortamından kolayca izole edilmesine olanak sağlamıştır.
Polidopamin bazlı teranöstik taşıyıcıların geliştirilmesi
Bu çalışmada değişen boyut aralıklarında polidopamin (PDA) ve PDA-Ce6 nanopartiküllerinin (NP) sentezi yapılmıştır. Sentezi yapılan nanopartiküllerin taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile görüntüleri alınarak karakterizasyonları yapılmıştır. Sentez ortamına 2-propanol (IPA) eklenmesinin reaksiyonu inhibe ederek partikül boyutunu küçülttüğü, dopamin hidroklorür miktarının arttırılmasının ise partikül boyutunu büyüttüğü görülmüştür. 200 nm ve 500 nm boyut dağılımına sahip PDA NP'lerin ve PDA-Ce6 NP'lerin fototermal terapi (FTT) potansiyelleri incelenmiştir. Sonuçlar, 200 nm PDA, 500 nm PDA ve PDA-Ce6 NP'lerin FTT'de kullanılabilir ajanlar olduğunu göstermektedir. PDA-Ce6 NP'lerin fotodinamik terapi (FDT) potansiyeli incelenmiş ve reaktif oksijen radikalleri (ROS) üretiminin FDT'de kullanılabilecek düzeyde olduğu görülmüştür. İn-vitro hücre deneyleri L929 ve T98G hücre hatları ile yapılmıştır. Yapılan sitotoksisite deneylerinde hem 200 nm PDA NP'lerin hem de PDA-Ce6 NP' lerin düşük sitotoksisiteye sahip oldukları görülmüştür. 200 nm PDA NP'lerin FTT deneyleri, PDA-Ce6 NP'lerin ise FTT, FDT ve kombine FTT-FDT deneyleri yapılmıştır. 200 nm PDA NP' lerin FTT uygulaması sonucu 100 μg/ml NP derişiminde ortamdaki hücrelerin %45'ini öldürdüğü görülmüştür. PDA-Ce6 NP' lerin ise 100 μg/ml NP derişiminde ortamdaki hücrelerin FTT uygulamasında %53, FDT uygulamasında %49 ve kombine FTT-FDT uygulamasında %58 öldürdüğü görülmüştür.
Duyarsız patlayıcıların detonasyonu için lazer tetikli detonatör düzeneği geliştirilmesi
Modern patlayıcıların detonasyonu geleneksel olarak elektrik iletimi ile yapılmaktadır. Elektriksel detonatörler darbe, ısı, şok, elektrostatik boşalma ve elektromanyetik etkilere karşı ateşlenme hassasiyeti yüksek olan duyarlı birincil patlayıcıların ateşlenmesi prensibine dayandığından güvenli değildir. Elektrik iletimi yerine lazer ışınıyla ısıtma yoluyla detonasyon yapıldığında patlayıcı elektriksel dış etkilerden izole edilerek sistem emniyeti ve performansı üst düzeyde sağlanabilmektedir. Bu sebeple lazer detonatörler güvenli ateşleme sistemleri arasındadır. Tez çalışmasında lazer tetikli bir uçan plaka sistemi geliştirilmiş, bir prototip üretilmiş ve duyarsız patlayıcıların detonasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda: - Bir lazer ateşleme ünitesi tasarlanmış ve kurulmuştur. Lazer güç ünitesinden elde edilen %100 pik değerinde ışının %25 kayıp ile hedefe ulaşabildiği belirlenmiştir. - Lazer ışınının iletildiği ve enerjik malzeme içeren bir ateşleyici gövdesi tasarlanmış ve üretilmiştir. Uçan plaka sisteminin yerleştirildiği gövde literatürdeki bir tasarım kullanılarak üretilmiştir. - Duyarsız bir patlayıcı olan HMX malzemesi, lazer ışınına uygun hale getirilmiştir. HMX'in optik özelliklerinin geliştirilmesi kapsamında karbon siyahı ile homojen karıştırılması için özel bir numune hazırlama yöntemi geliştirmiştir. - Lazerle ateşleme sistemi, HMX içeren numuneler ile test edilmiştir. - Detonator prototipinin üretimi, uçan plaka gövdesinin lazer tetikli ateşleyici gövdesine entegre edilmesiyle tamamlanmıştır. Bu prototipin tasarımında kopma basıncı PMMA plaka için 420 MPa ve Al plaka için 198 MPa olarak hesaplanmıştır. - Prototip ile 10 cm3 iç hacme sahip kapalı bir bomba düzeneğinde 1,32 g/cm3 değerinde düşük yoğunluklu HMX ve 400 µm kalınlığında plaka kullanılarak performans çalışmaları yapılmıştır: Ateşleme sonrası basınç 48,4±1,6 bar ve plaka hızı 620±58 m/s olarak ölçülmüştür. - Plaka hızını tahmin etmek üzere matematiksel bir model geliştirilmiştir. Plaka hızı, aynı çalışma koşulları için 667,27 m/s olarak hesaplanmıştır ve ölçülen 562-678 m/s hız aralığı ile uyumlu bulunmuştur. 0,2 mm kalınlıkta bir Al plakanın 14 mm uzunluğunda bir ivmelendirme kanalı içeren sistemden çıkış hızının 1,4 km/s gibi çok daha yüksek bir hıza ulaşabileceği hesaplanmıştır. Çalışmada daha güvenli olması sebebi ile lazer ile tetikleme yöntemi tercih edilerek, uçan plaka yöntemi ile detonasyon sağlayan ve duyarsız patlayıcıları doğrudan ateşleyebilen bir sistem yerli olarak geliştirilmiştir. Bu çalışma roket motoru ve harp başlığı ateşleyicileri gibi askeri mühimmatlarda ticari olarak kullanılabilecek lazer detonatörler için temel bir ar-ge çalışması oluşturmuştur. Anahtar Kelimeler: Lazer tetikli uçan plaka, detonatör, duyarsız patlayıcılar, şok kaynaklı detonasyon, matematiksel modelleme, uçan plaka hızı
Optimization of flow conditions and investigation of crystallization kinetics from a supersaturated solution in a two-phase microfluidic system
The effects of thermodynamic conditions on the kinetics of nucleation from supersaturated solutions have been of great interest in controlling the synthesis of nano/micro particles with advanced physical, chemical, and optical properties. Microfluidic systems offer a medium, where the nucleation phenomena can be better controlled and examined. This study is aimed at optimization of two-phase flow conditions for producing uniform picoreactors in a microfluidic system and investigation of the thermal conditions for nucleation from a supersaturated solution. The microfluidic system consists of an x-channel for the formation of droplets followed by a serpentine channel integrated with a temperature controlled transparent heater. The solution contains zirconium chloride (ZrCl4) and 1,4-benzenedicarboxylic acid (BDC) dissolved in N,N-dimethylformamide (DMF), i.e. a precursor solution for the synthesis of UiO-66 crystals with a metal organic framework (MOF) structure. The precursor solution, as the dispersed phase, and silicone oil, as the continuous phase, were used to form monodispersed spherical picoliter reactors that travelled with equal interdroplet distances in the microfluidic system. The desired size of the droplets was optimized by varying the ratio of the flow rates of the dispersed and the continuous phases, Qd/Qc. The reduction in Qd/Qc caused droplets to be smaller and more spherical. At the optimized condition, where Qd/Qc was 0.05, the average diameter of the droplets was 105.23±5 µm reducing to 70±3 µm just before they entered the serpentine, losing about 30 % of the size. Shrinkage of the droplets, due to the dissolution of the solvent into the oil causing supersaturation of the precursor solution, continued in the hot region of the device until nucleation started. Crystallization experiments were carried out at 50, 80 and 100 °C to determine the initial point and the rate of nucleation based on temperature and picoreactor (droplet) size. Initial point of nucleation gave the residence time of the droplet in the heated serpentine region until nucleation took place in the droplet. The rate of nucleation was determined by counting the number of droplets with nuclei over time. The size of the droplets affected the nucleation time as smaller droplets had nucleation earlier at the same temperature. For the case of 80 °C, the 70 µm droplets nucleated at 30 ±5 seconds, while the 90 ±5 and 110 ±5 µm droplets nucleated at 109 ±3 and 112 ±5 seconds, respectively. The generation of supersaturation in the droplets due to shrinkage drove the nucleation earlier at higher temperatures resulting with more droplets nucleated. This scenario followed Lamer's model of instantaneous nucleation. Kinetic rate constants for nucleation, k𝑁, were calculated using the classical nucleation theory as 0.0003175 s-1, 0.0156 s-1, and 0.1174 s-1 for 50, 80, and 100 °C respectively. The activation energy for nucleation was found as 119 kJmol-1. XRD analyses of the synthesized particles showed a positive influence of higher temperatures within the range applied confirming the potential of the microfluidic system to carry out crystallization from supersaturated solutions.
Polimer esaslı aktif karbonun kimyasal buhar biriktirme ve grafitizasyon yöntemleri ile modifiye edilmesi: Kullanım alanlarının araştırılması
Bu çalışmada süspansiyon polimerizasyonu yöntemiyle yüzey alanları ve gözenek yapıları birbirinden farklı polimer bazlı küresel aktif karbonlar sentezlenmiştir. 1984,0557 m2/g yüzey alanı, 1,7206 cm3/g toplam gözenek hacmi ve 34,688 Å ortalama gözenek çapına sahip polimer bazlı küresel aktif karbondan kimyasal buhar biriktirme yöntemi kullanılarak karbon moleküler elek (CMS) üretimi gerçekleştirilmiştir. CMS üretimini etkileyen faktörler (biriktirme sıcaklığı, metan akış hızı ve biriktirme süresi) ve seviyeleri, N2 izotermlerinden yararlanılarak Yüzey Merkezi Kompozit Tasarımı (Face Centered Composite Design-FCCD) deney tasarım yöntemi ile optimize edilmiştir. Üretilen CMS'lerden CMS1 en yüksek N2 adsorpsiyon kapasitesine sahipken, gözeneklerinde en çok pirolitik karbon biriken CMS8 olmuştur. CMS8'in gerek N2 izotermi gerek SEM görüntüleri incelendiğinde heterojen, yani mikro ve mezo gözeneklere sahip olduğu tespit edilmiştir. Çalışmanın diğer bölümünde, 952,7325 m2/g yüzey alanı, 0,3893 cm3/g toplam gözenek hacmi ve 16,345 Å ortalama gözenek çapına sahip polimer bazlı küresel aktif karbondan grafitizasyon yöntemiyle grafitik karbon (GK) üretimi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle grafitizasyona basıncın etkisini belirlemek için atmosferik basınç ve vakum altında çalışmalar yapılmış, elde edilen GK'lerin N2 izotermleri incelendiğinde vakum altında çalışılmaya karar verilmiştir. Sonrasında vakum ortamında ve sabit sıcaklıkta (1750 °C) grafitizasyon süresi 5 saatken, 10 ve 20 saatlik çalışmalar yapılarak grafitizasyona zamanın etkinsin çok az olduğu N2 izotermlerinden tespit edilmiş, bu nedenle üretim maliyetini düşürmek adına grafitizasyon süresi 5 saat seçilmiştir. Son olarak grafitizasyona sıcaklığın etkisini tespit etmek için 1000, 1250, 1500 ve 1750 °C'de GK üretim çalışmaları yapılmıştır. Üretilen GK'lerin BET, SEM ve RAMAN ile yapılan analizleri incelendiğinde 1750 °C'de yapılan grafitizasyonun daha yüksek olduğu görülmüştür. Böylece 1750 °C ve 5 saatlik vakum ortamında elde edilen GK-V-5-1750'nin ve ticari ürün Tenax® ile BTEX'lerin (Benzen, Toluen, Etil benzen, Ksilen) adsorpsiyon ve desorpsiyon çalışmaları TD-GC-MS (Termal Desorpsiyon-Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi) ile yapılmış olup, analiz sonuçları incelendiğinde GK-V-5-1750 ürününün ticari malzeme ile benzer özellikler taşıdığı görülmüştür.
Yüksek performanslı doğrudan metanol yakıt hücreleri için elektrolit-elektrot bileşenlerinin araştırılması
Modern endüstriyel toplumlarda ekonomik kalkınma, sosyal refah ve çevresel sürdürülebilirlik açısından enerji kritik bir öneme sahiptir. Ancak, enerji üretiminin büyük kısmının gelecekte tükenebileceği tartışılan fosil yakıtlara dayalı olması iklim değişikliği, hava kirliliği ve enerji güvenliği gibi ciddi sorunlara yol açmaktadır. Temiz, sınırsız ve çevre dostu enerji sağlamaları nedeniyle güneş, rüzgâr, hidroelektrik ve biyokütle gibi kaynaklar alternatif enerji kaynakları olarak dikkat çekmektedir. Fakat bu sistemler, enerji üretiminin değişken olması, gerçekleşen üretimin talebi karşılayamaması, başlangıç yatırım maliyetlerinin yüksek olması, çevresel etkilerinin bulunması ve belli coğrafi koşullara ihtiyaç duyulması gibi bazı dezavantajlara sahiptir. Temiz enerji üretimi ve fosil yakıtlara bağımlılığın azaltılması açısından yakıt hücreleri önemli bir potansiyele sahip olup diğer enerji üretim sistemlerinin aksine kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürerek su ve ısı gibi temiz yan ürünler üretmektedirler. Taşınabilir uygulamalarda polimer elektrolit membran yakıt hücresi (PEMYH) ve bu yakıt hücresinin metanol ile işletilen türü olan doğrudan metanol yakıt hücresi (DMYH) öne çıkmaktadır. DMYH bileşenlerini geliştirerek hücre performansının arttırılması güncel ve popüler konular arasında olup DMYH güç çıktısı üzerinde membran elektrot yığını (MEY) bileşenlerinin önemli bir etkisi bulunmaktadır. Bu nedenle, tez kapsamında anot elektrodu için katalizör sentez çalışmalarının yanı sıra farklı yapılarda membranlar hazırlanmış ve özellikleri incelenmiştir. Tezin ilk kısmını oluşturan membran çalışmalarında polieter eter keton (PEEK) yapısına sülfonik asit gruplarının katılması amacıyla sülfonasyon reaksiyonu gerçekleştirilmiş ve elde edilen sülfone polieter eter ketonun (sPEEK) termoplastik poliüretan (TPU) ve poliviniliden florür (PVDF) ile farklı oranlarda harmanlanması ile sPEEK esaslı harman membranlar elde edilmiştir. Ayrıca, Nafion 117 ve Nafion 212 membranlar tabakalı kaplama (LbL) yöntemi kullanılarak katyonik ve anyonik polielektrolitlerle modifiye edilmiştir. Elde edilen membranların ısıl, yapısal, morfolojik özelliklerinin yanı sıra proton iletkenlik (σ) ve metanol geçirgenlik (PM) değerleri incelenmiştir. Tezde hazırlanan polimer elektrolit membranların (PEM), DMYH uygulamalarında kullanılan metanol ile etkileşimlerinin incelenmesi amacıyla QCM-D analizleri gerçekleştirilmiştir. sPEEK40-TPU60 kodlu ürünün proton iletkenliği (4,7 mS cm-1) ve metanol geçirgenliği (10-11 cm2s-1) değerlendirildiğinde DMYH uygulaması için en uygun membran olarak belirlenmiştir. Tabakalı kaplama yaklaşımı ile hazırlanan N212 esaslı kompozit membranlar ise N117 esaslı analog membranlara göre proton iletkenliklerinin ve metanole karşı bariyer özelliklerinin daha iyi olması nedeniyle önemli bir membran alternatifi olabileceği değerlendirilmiştir. Benzer şekilde DMYH uygulamaları için önemli bir gösterge olan membran seçicilik değerinin sPEEK40-TPU60 harman yapılı membran için 4,7x108 S s cm-3 olduğu ve N212 esaslı kompozit membranlarında oldukça düşük metanol geçirgenliği nedeniyle yüksek seçicilik değerine sahip olduğu belirlenmiştir. Tez çalışmalarının ikinci kısmında ise DMYH anot katalizörü olarak metal oksit-karbon destekli PtRu katalizörleri hazırlanmıştır. Destek malzemesinde kullanılan farklı metal oksit bileşiklerinin metanol oksidasyonu üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla katalizörlere döngüsel voltametri ve kronoamperometri analizleri uygulanarak elektrokimyasal özellikleri karşılaştırılmış ve en iyi katalizörün PtRu/WO3-C olduğu belirlenmiştir. Bu katalizörle gerçekleştirilen döngüsel voltametri analizlerinde akım yoğunluğu değerlerinin kullanılan tarama hızına göre değişmekle birlikte 67,4-112,6 mA cm-2 olduğu ve aynı deneysel koşullarda PtRu/C katalizörüne göre (16-38 mA cm-2) daha iyi sonuçlar gösterdiği saptanmıştır. Ayrıca tez kapsamında yapılan kronoamperometri analizi sonuçlarına göre PtRu/WO3-C katalizörünün metanol oksidasyonu sırasında oluşan türlere karşı toleransının da diğer katalizörlere göre daha üstün olduğu tespit edilmiştir.
Nanobiyoteknolojide fosfoester bağları içeren hedeflendirilebilen salım sistemlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasının kapsamında, nanobiyoteknolojik uygulamalar için kullanılabilecek yeni akıllı polimerik nanopartiküler sistemlerin geliştirilmesi amacıyla, yapısında fosfoester bağları bulunduran işlevsel polimerlerin sentezi, yapılarının aydınlatılması, nanopartiküler formülasyonlarının hazırlanması ve hücre canlılığı üzerine etkilerinin in vitro sitotoksite testi ile incelenmesi gerçekleştirildi. Bu kapsam dahilinde fosfoester bağı içeren iki grup polimer sentezlendi. İlk grupta ilaç salım sistemleri olarak yaygın ve güvenli olarak kullanılmakta olan Poli(akrilik asit)'in (PAA) modifikasyonuyla kaynaklarda rastlanmayan yeni bir polimer sentezlendi. İkinci polimer grubu olarak ise son yıllarda biyouyumlu ilaç/gen taşıyıcı nanopartiküler sistemler olarak önemli görülen poli(-aminoester) (PBAE), Michael katılma reaksiyonuna göre ilerleyen polikondenzasyon ile sentezlendi. Sentezlenmiş olan her iki polimer, anyonik ve katyonik grupları yapısında birlikte bulunduran poliamfolit yapıdadır. Sentezlenen polimerlerin karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve Proton Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi (1H NMR) analizleri ile gerçekleştirildi. PAA esaslı ürünlerin nanopartikülleri iyonik jelasyon, PBAE ürününü ise nanoçöktürme metodu ile hazırlandı. Polimerlerin proton tamponlama kapasitesi ve izoelektrik noktaları tayin edildi. Polimerik nanopartiküler sistemlerin optimizasyonu çalışmasında ilaç taşıyıcı olarak kabul edilen nanopartiküler sistemlerin boyut, polidispersite indeksi (PDI) ve zeta potansiyeli özellikleri dikkate alındı. Bu özelliklerin pH'a bağlı değişimleri incelendi ve hazırlanan nanoformülasyonların kolloidal kararlılıkları takip edildi Optimum özellikteki nanopartikül formülasyonlarının hücre canlılığı üzerine etkisi insan embriyonik böbrek (HEK 293) ve/veya primer koyun fibroblast (POF) hücre hatları üzerinde incelendi ve son olarak kanser hücrelerini hedeflendirmek amacıyla her iki grup polimer Folik asit (FA) ile modifiye edilerek ürünlerin FTIR analizi gerçekleştirildi. Sonuç olarak bu tezde hazırlanan modifiye PAA ve PBAE polimerik nanopartiküler sistemlerinin pH'a duyarlı, biyouyumlu ve hedeflendirilebilir ilaç taşıyıcı olarak uygun bir aday olduğu ortaya kondu.
Nanobiyoteknolojide dendrimer esaslı hedeflendirilebilen salım sistemlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Dendrimerler nanoboyutlarda sentezlenebilen moleküler yapıları dolayısıyla fonksiyonelleştirilebilen çok yönlü polimerlerdendir. Moleküler yapıları ve bazı spesifik özellikleri dolayısıyla farmasötik teknolojilerde ve bilhassa nanobiyoteknolojide hedeflendirilebilen ilaç taşıyıcı nanoformülasyonların hazırlanmasında büyük bir öneme sahiptirler. Bu tezle sunulan çalışmada, fonksiyonel özelliklere sahip, hedeflendirilebilen ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılabilen yeni dendrimerlerin sentezi, karakterizasyonu ile nanoformülasyonların hazırlanması, kanser hücreleri üzerindeki in vitro sitotoksisite ve ilaç taşıma özelliklerinin incelenmesi amaçlandı. Bu kapsamda ilk defa çekirdek molekülü etilen diamin (EDA) ve dallanma birimleri bir aminoasit olan L-Arginin (L-Arg) esaslı yeni peptid dendrimerinin 1-4 jenerasyonları (G1-4) sentezlendi. FTIR, 1H NMR, GPC-SEC analizleri ve ninhidrin testi ile molekül yapıları karakterize edilerek doğrulandı ve özellikleri belirlendi. Sentezlenen dendrimerlerin in vitro sitotoksisite özellikleri primer koyun fibroblast (POF) hücre hattı kullanılarak MTT testi ile belirlendi. Dendrimerin G2 ve G3 ürünlerinin ilk defa bir antikanser ajanı olan β-iyonon (BI) ile nanoformülasyonları (nG2:BI ve nG3:BI) hazırlandı. Bunların kanser hücreleri üzerindeki in vitro sitotoksisite özellikleri, insan servikal karsinoma hücre hattı (HeLa) kullanılarak MTT testi ile incelendi. Sonuçlar IC50 değerleri olarak hesaplandı ve kontrol grupları ile karşılaştırmalı olarak değerlendirildi. Bir hedeflendirici kullanıldığında sitotoksik etkinin değişimini incelemek için seçilen G3 dendrimerine bilinen hedeflendirici folik asit (FA) takılarak nanoformülasyon (nFA-G3:BI) hazırlandı ve MTT testi uygulandı. Sonuç olarak, bu tezle sunulan çalışmada sentezlenen çekirdek molekülü EDA ve dallanma birimleri L-arg içeren yeni peptid dendrimerlerinin seçilen G ürünlerinin bilhassa G3 ürününün gerçekleştirilen in vitro çalışma koşullarında kanser hücrelerine ilaç taşımada çok kullanılan hedeflendirici olan FA bileşiğine ihtiyaç olmadan da HeLa hücrelerine hedeflendirilebilen nanotaşıyıcılar olarak kullanılabileceğini açık bir şekilde gösterdi. Tez kapsamında elde edilen yeni nG2:BI ve nG3:BI ile nFA-G3:BI nanoformülasyonların bir antikanser ajanı olan BI'ni taşımadaki başarısı dikkate alındığında sentezlenen dendrimerlerin nanobiyoteknolojide hedeflendirilebilen nanotaşıyıcılar alanında önemli bir yeri olacağı açıktır.