İndirgenmiş Grafen Oksit Sentezi ve Karakterizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Dilek Öztekin

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Sena Yaşyerli

Eş Danışman: Hüseyin Arbağ

Özet:

Tezin amacı yüksek elektriksel iletkenliğe sahip indirgenmiş grafen oksit (RGO) elde edilmesidir. Bu amaç kapsamında Modifiye Hummers yönteminde farklı partikül boyutuna sahip grafit kaynaklarının (Grafit-H; <20 µm, Grafit-D; <150 µm), reaksiyon sürelerinin (6, 24, 48, 72 ve 96 saat) ve indirgeme şartlarının (termal, kimyasal, kimyasal+termal ve termal+kimyasal) elektriksel iletkenliğe etkisi araştırılmıştır. Malzemelerin karakterizasyon çalışmaları FTIR, Raman, XRD, XPS ve SEM analizleri ile gerçekleştirilmiştir. En yüksek oksijen içeren fonksiyonel grubun 48 saat reaksiyon süresiyle sentezlenen numunede olduğu FTIR analizleri ile belirlenmiştir. Grafit-D ile sentezlenen grafen oksitlerde (GO) karakteristik GO XRD piki (2θ: ̴ 9-12°) gözlenirken Grafit-H kullanıldığında bu pik XRD desenlerinde bulunmamaktadır. Her iki grafit kaynağı kullanılarak farklı indirgeme yöntemleri ile indirgenmiş grafen oksitler hazırlanmıştır. Raman analizi ile çok katmanlı yapıya sahip RGO’lar sentezlendiği de görülmüştür. XPS analizi ile Grafit-D ile hazırlanan kimyasal+termal indirgeme uygulanan RGO-AA-T-YS numunesinin en yüksek C/O (≈10) oranına sahip olduğu belirlenmiştir. Aynı grafit ile hazırlanan indirgenmiş grafen oksitlerde karbon çapı (La), grafen oksitte 5 nm iken RGO’larda 4 nm’ye düşmüştür. Dört Nokta Prob yöntemi ile belirlenen elektriksel iletkenlik analizinde ölçülebilen en yüksek iletkenlik değeri (3.19x10+4 S m–1) önce termal sonra kimyasal olarak indirgenmiş RGO-T-AA-YS numunesinde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ikili indirgeme işleminin Grafit-D ile hazırlanan indirgenmiş grafen oksitin elektriksel iletkenliğini tekli indirgeme işlemine göre daha iyi geliştirdiğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler : İndirgenmiş grafen oksit, iletkenlik, askorbik asit, H2