Production and characterization of electrospun chitosan/polypyrrole nanofibers and investigation of their electrochemical properties

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: Bedirhan BOZKURT

Danışman: Şerife Akkoyun

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

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.