Floresan bazlı nanomalzemelerin sentezi; karakterizasyonu, fotokatalitik, sensör ve biyolojik aktivitelerinin incelenmesi
Synthesis of fluorescent based nanomaterials; characterization, investigation of photocatalytic, sensor, and biological activities
- Tez No: 979686
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH ŞEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bilim ve Teknoloji, Biyoteknoloji, Bioengineering, Science and Technology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nanoteknoloji son on yılda muazzam bir gelişme kaydetmiş ve çeşitli sektörlerde farklı uygulamalar ortaya koymuştur. Sentezlenen nanomalzemeler arasında karbon nanomalzemeler (KNM), kolay işlevselleştirilmesi, iletkenliği, yüzey alanı ve elektriksel aktivitesi nedeniyle avantajlıdır. Bu nedenle,“Harika malzemeler”olarak adlandırılırlar. Bununla birlikte diğer harika malzemeler olarak belirtilen Metal-organik çerçeveler (MOF'lar), çeşitli yüksek teknoloji uygulamaları için umut vadeden adaylar haline getiren benzersiz özelliklere sahiptir. Bu tez kapsamında MOF'ların ve KNM'lerin avantajlarını birleştirerek, ana malzemelerinden daha üstün özelliklere sahip çok çeşitli kompozitler hazırlanmıştır. Bu kompozitler, metal-organik çerçeveleri karbona dayalı malzemelerle birleştiren MOF-karbon kompozitlerinin geliştirilmesinde dikkate değer bir etkiye sahiptir. Bu tez, KNM@MOF kompozitlerinin hazırlanmasına ilişkin kapsamlı çalışmalar sunmakta ve su arıtma, sensör ve biyolojik uygulamalar gibi önemli alanlardaki aktivitelerine odaklanmaktadır. Bu tez kapsamında CuO@MIL-125-NH2@g-C3N4, CQD@MIL-101(Fe), GQD@ZIF-67, CQD@ZIF-67@MIL-125(Ti), MIL-53(Fe)@MIL-125(Ti)@MWCNT kompozit yapıları sentezlenmiştir. Sentezlenen kompozitlerin kimyasal ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi için TEM, FE-SEM, XRD, UV-Vis, FL spektroskopisi gibi karakterizasyon teknikleri ile karakterize edilmiştir. Sentezlenen kompozitlerin atık suların temizlenmesine yönelik fotokatalitik aktivite çalışmaları gerçekleştirilmiştir ve kompozit yapıların atık suların temizlenmesinde büyük ölçüde etkili olduğu belirlenmiştir. Sentezlenen kompozitlerin biyolojik aktivite çalışmalarında antikanser ve antibakteriyel özellikleri analiz edilmiştir. Antikanser aktivite deneyleri HT-29 ve Hep-G2 kanser hücre hatlarına karşı test edilmiş ve 24., 48. ve 72. saat sonundaki IC50 değerleri hesaplanmıştır Antibakteriyel aktiviteleri gram-pozitif (S. aureus) ve gram-negatif (E. coli) bakteriler kullanılarak test edilmiştir. Ayrıca biyofilm çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen kompozitlerin sensör uygulamalarında sahip oldukları özellikler dikkate alınarak floresan ve kolorimetrik sensör çalışmaları gerçekleştirilmiştir. CQD@MIL-101(Fe), GQD@ZIF-67 ve CQD@ZIF-67@MIL-125(Ti) kompozitleri atık sularda sıklıkla bulunan son derece tehlikeli ve toksik krom (VI) (Cr+6) ağır metalinin tespitine yönelik floresan sensörü olarak incelenmiştir. CuO@MIL-125-NH2@g-C3N4 ve MIL-53(Fe)@MIL-125(Ti)@MWCNT kompozitlerinin sensör çalışmaları H2O2 ve glikoz tespitine yönelik kolorimetrik sensörler üzerine gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar MOF@KNM tabanlı hibrit kompozitlerin su arıtma, antikanser aktivite, antibakteriyel aktivite, sensör uygulamalarında başarılı olduklarını ortaya koymuştur. Özetle, sentezlenen KNM-MOF hibritlerinin çok çeşitli yararlı uygulamalara sahip, oldukça gelişmiş hibrit malzemelerden oluşan yeni bir alanı temsil ettiği söylenebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Nanotechnology has made tremendous progress in the last decade and has presented different applications in various sectors. Among the synthesized nanomaterials, carbon nanomaterials (CNMs) are advantageous due to their easy functionalization, conductivity, surface area, and electrical activity. Therefore, they are called“Wonder materials”. However, other wonder materials, metal-organic frameworks (MOFs), have unique properties that make them promising candidates for various high-tech applications. In this thesis, a wide range of composites have been prepared by combining the advantages of MOFs and CNMs, with superior properties to their parent materials. These composites have a remarkable impact on the development of MOF-carbon composites, combining metal-organic frameworks with carbon-based materials. This thesis presents comprehensive studies on the preparation of KNM@MOF composites and focuses on their activities in important areas such as water treatment, sensors, and biological applications. Within the scope of this thesis, CuO@MIL-125-NH2@g-C3N4, CQD@MIL-101(Fe), GQD@ZIF-67, CQD@ZIF-67@MIL-125(Ti), MIL-53(Fe)@MIL-125(Ti)@MWCNT composite structures were synthesized. To investigate the chemical and morphological properties of the synthesized composites, they were characterized by characterization techniques such as TEM, FE-SEM, XRD, UV-Vis, and FL spectroscopy. Photocatalytic activity studies of the synthesized composites were carried out for cleaning wastewater, and it was determined that the composite structures were largely effective in cleaning wastewater. Anticancer and antibacterial properties of the synthesized composites were analysed in biological activity studies. Anticancer activity experiments were tested against HT-29 and Hep-G2 cancer cell lines and IC50 values at the end of 24, 48, and 72 hours were calculated. Antibacterial activities were tested using gram-positive (S. aureus) and gram-negative (E. coli) bacteria. Biofilm studies were also performed. Considering the properties of the synthesized composites in sensor applications, fluorescent and colorimetric sensor studies were performed. CQD@MIL-101(Fe), GQD@ZIF-67, and CQD@MIL-125(Ti)@ZIF-67 composites were examined as fluorescent sensors for the detection of highly hazardous and toxic chromium (VI) Cr6+ heavy metal, which are frequently found in wastewater. Sensor studies of CuO@MIL-125-NH2@g-C3N4 and MIL-53(Fe)@MIL-125(Ti)@MWCNT composites were performed on colorimetric sensors for the detection of H2O2 and glucose. The obtained results revealed that MOF@KNM-based hybrid composites are successful in water treatment, anticancer activity, antibacterial activity, and sensor applications. In summary, we can say that the synthesized carbon-MOF hybrids represent a new field of highly advanced hybrid materials with a wide range of useful applications.
Benzer Tezler
- Aluminat bazlı nanofosforların sentezi ve ışıma özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of aluminate based nanophosphors and investigation of their luminescence properties
HÜMEYRA KARUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
KimyaMehmet Akif Ersoy ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. FATİH MEHMET EMEN
- Synthesis and characterization of carbon nanomaterial(S) by hydrothermal carbonization of various wastes
Farklı atık türlerinin hidrotermal karbonizasyon yöntemi ile karbon nanomalzemelerine sentezi ve karakterizasyonu
MONIKA SHARMA
Doktora
İngilizce
2025
Bilim ve TeknolojiSakarya ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİYE SUNA ERSES YAY
- Development of quantum dots-based optical fluorescence sensors
Kuantum nokta temelli optik floresan sensörlerin geliştirilmesi
SULTAN ŞAHİN KESKİN
Doktora
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
DOÇ. DR. CANER ÜNLÜ
- Synthesis of yellow-emissive carbon dots and observation of their interaction with aflatoxin B1
Sarı ışıma yapan karbon noktalarının sentezi ve aflatoksin B1 ile etkileşimlerinin gözlemlenmesi
ÖZGE ERGÜDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER ÜNLÜ
- Synthesis of conjugated polymers through light- induced step-growth polymerization
Işıkla başlatılmış kademeli büyüme polimerizasyon yoluyla konjuge polimerlerin sentezi
TUĞBA ÇELİKER
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN