GRAFEN OKSİT ÜRETİMİNDE pH DEĞERİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Özet

Son yıllarda grafen oksitin (GO) ileri teknoloji uygulama alanlarında kullanımı büyük ilgi çekmektedir. GO, çeşitli fonksiyonel grupları içeren bir karbon bazal düzleminden oluşmaktadır. GO, özellikleri sayesinde eklendiği malzemelerin özelliklerini iyileştirebilir. Bu nedenle GO çeşitli fotokatalitik, sensör ve pil uygulamalarında kullanılmaktadır. Ayrıca, yüksek elektriksel iletkenlik, termal iletkenlik ve yüksek yüzey alanı gibi olağanüstü özelliklere sahip olan grafenin büyük ölçekli üretimi GO'nun indirgenmesi ile mümkündür. Bu nedenle kaliteli ve kontrol edilebilir GO üretimi gereklidir. GO genellikle endüstriyel olarak üretime uygun bir kimyasal yöntem olan Hummer’s Metodu ile üretilmektedir. Hummer’s Yönteminde grafitin oksitleyici ajanlar yardımıyla oksitlenmesi ile grafit oksit elde edilmektedir. Grafit oksidin eksfoliye edilmesi ile de GO elde edilmektedir. Ancak orijinal Hummer’s Metodu, tehlikeli ve zararlı gazların emisyonu ve düşük verimi nedeniyle birçok dezavantaja sahiptir. Geçmişten günümüze araştırmacılar tarafından birçok Hummer’s Metodu geliştirilmiştir. Çeşitli modifikasyonlar sonucunda verimli, toksik olmayan ve zararsız üretim yöntemi aşamaları içeren Modifiye Hummer’s Metodu, GO üretiminde kullanılmak üzere tercih edilmektedir. Üretimin her aşaması, elde edilen GO’in yapısını ve özelliklerini etkilemektedir. GO üretim parametrelerinin etkisini anlamak, elektronik, optik, biyolojik ve grafen üretim uygulamalarında kullanımı için önemlidir. Hummer's Metodunda grafitin oksidasyonundan sonra safsızlıkları gidermek için hidroklorik asit (HCl) ve sonrasında saf su ile yıkama işlemi uygulanmaktadır. Son aşama olan yıkama süreci GO'in nihai yapı özellikleri için önemli bir aşamadır. Bu çalışmada, geliştirdiğimiz Modifiye Hummer’s Metodu kullanılarak pH etkisinin elde edilen GO yapısına etkisi incelenmiştir. Farklı pH seviyelerindeki çözeltilerden elde edilen GO numunelerinin X-Işını Difraktometresi (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve Ultraviyole - Görünür Spektrofotometresi (UV-Vis) kullanılarak yapısal karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre çözelti pH seviyesindeki farklılığın GO'nun yapısını değiştirdiği ve eksfolasyon derecesinde farklılık gösterdiği belirlenmiştir.