Production and characterization of electrospun chitosan/polypyrrole nanofibers and investigation of their electrochemical properties
Elektroeğirme yöntemiyle üretilen kitosan/polipirol nanoliflerinin üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 821607
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞERİFE AKKOYUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Elektroeğirme yöntemi, Kitosan, Nanolif, Nanopartiküller, Polimer kompozitler, Polimer malzemeler, Polimer sentezi, Polimer çözeltisi, Polimerleşme, Polipirol, Electrospinning method, Chitosan, Nanofiber, Nanoparticles, Polymer composites, Polymer materials, Polymer synthesis, Polymer solution, Polymerization, Polypyrrole
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Diğer nano boyutlu malzemelere kıyasla, devamlı ve homojen nanoliflerin süperapasitör uygulamalarında kullanımı keşfedilmeye çok açıktır. Bu tezin amacı, elektroeğirme yöntemiyle kitosan/polipirol (CS/PPy) nanoliflerini üretmek ve bunların elektrokimyasal özelliklerini incelemektir. Bu amaçla ilk olarak, elektroeğirme ile CS çözeltisinin ve PPy tozu katkılı CS çözeltilerinin zorlu elektroeğirme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra kağıt-bazlı GO elektrotlarının üzerlerine elektroeğirme yöntemiyle CS/PPy nanolifleri kaplanmıştır ve elektrokimyasal testlere tabi tutulmuştur. Bu amaçlar doğrultusunda ilk olarak, pirol kimyasal oksidadif polimerizasyon yöntemiyle polimerize edilmiştir. Daha sonra ağırlıkça %7 CS çözeltileri hazırlanmıştır. Hazırlanan bu CS çözeltilerine çeşitli miktarlarda PPy (kitosanın ağırlının %0,2, 0,5, 1, 1,5, 2, 4, 6 ve 8'i) eklenmiştir. Bütün çözeltiler aynı elektroeğirme koşullarında üretilmiştir. Bu elektroeğirme koşulları şunlardır; uygulanan voltaj 30 kV, debi 0.1 mL/h ve iğne ucu ile toplayıcı arası mesafe 15 cm'dir. Üretilen nanoliflerin ve PPy parçacılarının morfolojik incelenmesi ve çap ölçümleri Taramalı Elektron Mikroskopuyla (SEM) incelenmiştir. SEM görüntülerine göre homojen ve devamlı nanolifler üretilmiştir. Ayrıca elde edilen PPy parçacıkları küresel şekilde olup literatür ile benzer şekilde çıkmıştır. CS/PPy elektrotlarının elektrokimyasal analizleri Döngüsel Voltametre (CV), Diferansiyel Darbe Voltametresi (DPV) ve Elektrokimyasal Impedans Spektroskopi (EIS) yöntemleriyle incelenmiştir. Elektrolitin en yüksek yükseltgenme ve indirgeme aktiviteleri, PPy'nin ağırlıkça %1'ini içeren CS/PPy1 elektrodunda gözlemlenmiştir. Daha yüksek PPy içeriklerinde ise elektrotlar daha dirençli hale gelmiştir. Çalışmanın özgünlüğü, konjuge bir polimer olan PPy ile birleştirilmiş doğal CS polimerinin nanolif olarak kullanılmasında yatmaktadır. Bildiğimiz kadarıyla, literatürde CS/PPy nanoliflerinin elektroeğitme yöntemiyle üretilmiş bir çalışmaması olmakta birlikte bunların elektrokimyasal özelliklerini inceleyen bir çalışma bulunmamaktadır.
Özet (Çeviri)
The production of nanofibers with continuous and homogeneous structure still needs to be explored compared to other nano-sized materials. The aim of this thesis was to produce chitosan/polypyrrole (CS/PPy) nanofibers via electrospinning and to investigate their electrochemical properties. For this purpose, the challenging step of the electrospinning of CS and PPy particles containing CS nanofibers was first addressed. Then, nanofibers were coated on graphite oxide (GO) papers and finally, the characterization of the CS/PPy nanofibers were performed. For this purpose, pyrrole was polymerized by chemical oxidative polymerization before electrospinning. Firstly, solutions of 7 wt.% of CS in trifluoroacetic acid (TFA) were prepared and electrospun. In order to electrospun CS/PPy nanofibers, various amounts of PPy (0.2, 0.5, 1, 1.5, 2, 4, 6 and 8 wt.% of CS) were added to CS solutions. All the solutions were electrospun at a high voltage of 30 kV, a flow rate of 0.1mL/h and a tip-to-collector distance of 15 cm. The morphology and diameters of the PPy particles and electrospun CS/PPy nanofibers were examined by scanning electron microscope (SEM). According to SEM micrographs, spherical shaped PPy particles were obtained. Cylindrical and homogeneous nanofibers were also observed from the SEM examinations. Electrochemical properties were investigated via cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The highest oxidation and reduction activities of electrolyte were observed for the CS/PPy1 (chitosan/polypyrrole electrode with 1 wt.% of PPy). For higher PPy contents, the electrodes become more resistive. The originality of the study resides in the use of a natural polymer, CS nanofibers combined with a conjugated polymer PPy. To our knowledge, CS/PPy nanofibers have not been produced as nanofiber materials via electrospinning and their electrochemical properties have not been investigated before.
Benzer Tezler
- Kıkırdak doku uygulamaları için polivinil alkol (PVA), kitosan (CS) doğal sakız tabanlı nanolif üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of polyvinyl alcohol (PVA), chitosan (CS), and natural gum-based nanofibers for cartilage tissue applications
ŞULE ERGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyomühendislikAlanya Alaaddin Keykubat ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN CENGİZ
PROF. DR. CEM GÖK
- Kitosan ve kolajen içerikli elektro-eğrilmiş yara örtülerinin üretilmesi
Production of electro-spun wound dressings containing chitosan and collagen
MEHTAP ERDİNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT TOPUZOĞULLARI
PROF. DR. SERAP ACAR
- Pleurotus ostreatus sıvı kültürü karbon noktaları ile aktive edilmiş nanofiber matların üretimi, karakterizasyonu ve model gıdada kullanımı
Production, characterization and application in model food of nanofiber mats activated with carbon dots from pleurotus ostreatus liquid culture
HACI MUSTAFA KARANFİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyolojiYozgat Bozok ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURCAN DOĞAN
- Safety and efficacy of herbal extract-loaded wound dressing designed by natural and biodegradable based electrospun nanofibers
Doğal ve biyolojik olarak parçalanabilir bazlı elektro-eğrilmiş nanofiberler kullanılarak tasarlanan bitkisel özlü yara örtüsünün güvenliği ve etkinliği
HEBAH MOHD KAMAL MUSTAFA AYASH
Doktora
İngilizce
2024
Farmasötik ToksikolojiYeditepe ÜniversitesiFarmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMED HAMİTOĞLU
- Production of ICG-loaded polymeric nanofibers and investigation of their controlled release properties
ICG yüklü polimerik nanofiberlerin üretimi ve kontrollü salım özelliklerinin incelenmesi
ZEYNEP RÜYA EGE
Doktora
İngilizce
2019
Biyomühendislikİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN AKAN
DOÇ. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ