Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorBoyacı, İsmail Hakkı
dc.contributor.authorTezcan, Tuğba
dc.date.accessioned2018-12-26T10:32:38Z
dc.date.issued2018
dc.date.submitted2018-09-27
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/5510
dc.description.abstractRaman spectroscopy is a fast and highly sensitive analysis method which provides information about molecular structure. However, Raman scattering is an extremely weak process. Therefore, the Raman signal intensity should be increased. Within the thesis, metallic nanostructured substrates have been prepared to enhance Raman signal intensity. Simple and low cost solutions were taken into account in the material selection and development method. Anodic alumina with porous structure and large surface area has been developed as the base material by the anodization method. The anodic alumina layer with nanometer size pores was formed by applying voltage to the aluminum surface in oxalic acid solution. The change in parameters such as the anodizing time, the number of anodizing treatments have been effected pore diameter, pore density and thickness of layer. These results were determined by SEM analysis. Gold particles was deposited by different chemical methods on the porous structures. Alloy structures with flower-shaped, composed of tin, silver and gold, were developed on the surface by the electroless plating method and these structures were characterized by SEM and EDX analyzes. The anodic alumina surface was examined for its interaction with chloroauric acid (HAuCl4). Here, it can be said that the pitting corrosion mechanism is effective. The gold particles were deposited on the anodic alumina layer while aluminum acts as a reducing agent. Gold structures were observed as repeated clusters on the surface. Surface roughness was determined by AFM. Hydrophobicity of the surface was investigated by making contact angle measurements. It was observed with the SEM analysis that the change in the anodizing time affects the size and the area of the gold clusters deposited on the surface. In this context, surface optimization was performed by determining the most suitable experimental parameters for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) analysis. As another method, a colloidal gold solution was synthesized by chemical reduction method, the size and shape of the gold particles were determined by TEM images. The synthesized colloidal gold solution was dropped onto the surfaces and dried. In the SERS analysis on these surfaces, it was determined that gold nanoparticles show a higher Raman signal intensity in the presence of citrate ions. Whereas, Raman signal intensity have decreased when gold particles are washed away and citrate ions are removed. SERS analyzes performed for aqueous solutions of ammonium nitrate on anodic alumina surfaces coated with gold particles. Among the developed surfaces, the highest Raman signal intensity was observed in the anodic alumina surface prepared by immersing it in 1,25 mM HAuCl4 solution for one hour time. On this surface, SERS study was carried out to determine nitrate in drinking water and calibration graph was created. The R2 value was calculated as 0,992, the lowest detection limit being 1,06 ppm. The Raman signal enhancement factor was found to be 1,25 x104. It has been shown that the anodic alumina surface, which was deposited gold particles by the electroless plating method, can be a versatile substrate for SERS analysis.tr_TR
dc.description.tableofcontentsİÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET i ABSTRACT iii TEŞEKKÜR v İÇİNDEKİLER vi ÇİZELGELER viii ŞEKİLLER ix SİMGELER VE KISALTMALAR xii 1. GİRİŞ 1 2. GENEL BİLGİLER 6 2.1. Raman Saçılması 6 2.2. Yüzeyde Güçlendirilmiş Raman Saçılması 11 2.3. Raman Sinyali Güçlendirme Mekanizmaları 12 2.3.1. Tek Molekül YGRS ve Güçlendirme Mekanizması 13 2.4. YGRS Güçlendirme Faktörü Hesaplaması 15 2.4.1. Analitik YGRS Güçlendirme Faktörü 16 2.4.2. Ortalama YGRS Güçlendirme Faktörü 16 2.4.3. Tek Molekül YGRS Güçlendirme Faktörü 17 2.5. YGRS Aktif Yüzeyler ve Özellikleri 18 2.6. YGRS Yüzeyi Hazırlama Yöntemleri 18 2.6.1. Nanogözenekli Anodik Alümina (NAA) Üretimi ve YGRS Uygulamaları 19 2.6.2. Akımsız Metal Biriktirme Metodu İle Yüzeylerin Hazırlanması ve YGRS Uygulamaları 24 2.6.3. Nanopartikül Sentezi ve YGRS Uygulamaları 32 2.7. YGRS Yüzeyinde Analitin Dağılımı. 34 2.8. İçme Suyunda Nitrat Tespiti İçin YGRS Uygulamaları 35 3. MATERYAL VE METOT 38 3.1. Materyaller 38 3.1.1. Kimyasal Materyaller 38 3.1.2. Ölçüm Sistemleri ve Kullanılan Teçhizat 38 3.2. Metot 39 3.2.1. Nanogözenekli Anodik Alüminanın Hazırlanması 39 3.2.2. Akımsız Metal Biriktirme Yöntemi İle Anodik Alümina Yüzeyde Metal Nanoyapıların Biriktirilmesi ve YGRS Uygulamaları 41 3.2.3. Kloroaurik Asit (HAuCl4) Çözeltisi İle Yüzeylerin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve YGRS Ölçümleri 42 3.2.4. Altın Nanopartikül Sentezi, Karakterizasyonu ve YGRS Ölçümleri 43 3.2.5. Geliştirilen Yüzeylerde Güçlendirme Faktörü Hesaplanması 45 4. BULGULAR VE TARTIŞMA 48 4.1. Nanogözenekli Anodik Alümina Yüzeylerin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve YGRS Uygulamaları 48 4.2. Akımsız Kaplama Yöntemi İle Anodik Alümina Yüzeyde Gümüş ve Altın Nanoyapıların Hazırlanması, Karakterizasyonu ve YGRS Ölçümleri 56 4.3. Kloroaurik Asit (HAuCl4) Çözeltisi İle Yüzeylerin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve YGRS Uygulamaları 59 4.3.1. UV-Görünür Bölge Absorbans Ölçümleri 60 4.3.2. Yüzeylerin 20 kat Büyütmeli Mikroskop Görüntüleri 61 4.3.3. Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) Analizi 64 4.3.4. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) Analizi 69 4.3.5. Kloroaurik Asit (HAuCl4) Çözeltisi İle Hazırlanan Yüzeylerde YGRS Analizleri 71 4.3.6. Temas Açısı Ölçümleri 73 4.4. Altın Nanopartikül Sentezi, Yüzeyde Biriktirilmesi, Karakterizasyonu ve YGRS Ölçümleri 75 4.5. YGRS Güçlendirme Faktörü Hesaplaması 83 4.6. Kloroaurik Asit (HAuCl4) Çözeltisi İle Hazırlanan Yüzeylerde İçme suyu İçinde Nitrat Tespiti için YGRS Analizleri 84 5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 88 KAYNAKLAR 92 EKLER 102 ÖZGEÇMİŞ 105tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectYGRS Yüzeyitr_TR
dc.subjectAnodik Alüminatr_TR
dc.subjectAkımsız Kaplamatr_TR
dc.subjectÇukur Korozyonu
dc.subjectAltın Nanopartikül
dc.subjectAmonyum Nitrat
dc.titleRaman Sinyalinin Güçlendirilmesine Yönelik Nanoyapılı Sensör Yüzeyinin Hazırlanmasıtr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetBu tez kapsamında; moleküler yapı hakkında bilgi vermesi, hızlı ve yüksek hassasiyette analiz imkânı sunması gibi avantajlara sahip olan Raman spektroskopisi yönteminin düşük sinyal problemi ele alınmış ve sinyal şiddetini artırmak maksadıyla metalik nanoyapılı sensör yüzeyleri hazırlanmıştır. Malzeme seçimlerinde ve geliştirme yönteminde, basit ve maliyeti düşük çözümler dikkate alınmıştır. Taban malzemesi olarak, anotlama yöntemi ile gözenekli yapıya ve geniş yüzey alanına sahip anodik alümina geliştirilmiştir. Alüminyum yüzeye oksalik asit ortamında gerilim uygulanarak nanometre boyutunda düzenli gözeneklere sahip anodik alümina tabakası oluşturulmuştur. Anotlama süresindeki değişimin, gözenek çapı, gözenek yoğunluğu ve tabaka kalınlığına etkisi SEM analizleri ile incelenmiştir. Geliştirilen gözenekli yapı üzerinde, farklı kimyasal metotlar ile altın biriktirilmiştir. Akımsız kaplama metodu ile yüzeyde çiçek şeklinde, kompozisyonu kalay, gümüş ve altından oluşan yapılar geliştirilmiş ve bu metalik yapılar SEM ve EDX analizleri ile karakterize edilmiştir. Anodik alümina yüzeyin, kloroaurik asit (HAuCl4) ile etkileşimi incelenmiştir. Burada klor iyonlarının etkisiyle çukur korozyon mekanizmasının etkili olduğu, alüminyumun indirgeyici ajan olarak davranarak anodik alümina yüzeyde altının noktasal olarak biriktiği, birbirini tekrar eden öbekler halinde konumlandığı SEM analizleri ile gözlenmiştir. AFM ile yüzey pürüzlülüğü belirlenmiştir. Temas açısı ölçümleri yapılarak yüzeyin hidrofobikliği incelenmiştir. Anotlama süresindeki değişimin, yüzeyde biriken altın öbeklerin boyutlarını ve kapladığı alanı etkilediği SEM analizleri ile gözlenmiştir. Bu kapsamda, yüzeyde güçlendirilmiş Raman spektroskopisi (YGRS) analizi için en uygun parametreler belirlenerek yüzey optimize edilmiştir. Bir diğer yöntem olarak, kimyasal indirgenme yöntemi ile kolloidal altın çözeltisi sentezlenmiş, altın partiküllerin boyutu ve şekli TEM görüntüleri ile belirlenmiştir. Sentezlenen kolloidal altın çözeltisi, yüzey üzerine damlatılıp kurutularak yüzey hazırlanmıştır. YGRS analizinde, altın nanopartiküllerin sitrat iyonlarının varlığında daha yüksek sinyal şiddeti gösterdiği, altın partiküllerin yıkanarak sitrat iyonlarının uzaklaştırıldığı durumda sinyal şiddetinin azaldığı tespit edilmiştir. Farklı kimyasal yöntemler ile altın biriktirilen anodik alümina yüzeylerde, amonyum nitratın sulu çözeltileri için YGRS analizleri yapılmıştır. Geliştirilen yüzeyler arasında en yüksek sinyal şiddeti, 1,25 mM HAuCl4 çözeltisinde, 1 saat süreyle bekletilen anodik alümina yüzeyde elde edilmiştir. Bu yüzeyde, içme suyunda nitrat tespitine yönelik YGRS çalışması yapılmış, kalibrasyon grafiği oluşturulmuştur. R2 değeri 0,992, en düşük tespit limiti 1,06 ppm olarak hesaplanmıştır. Raman sinyali güçlendirme faktörü 1,25x104 olarak bulunmuştur. Akımsız kaplama metodu ile altın biriktiren anodik alümina yüzeyin, YGRS analizi için özgün bir substrat olabileceği gösterilmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentNanoteknoloji ve Nanotıptr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2018-12-26T10:32:38Z


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster