Polimer Tabanlı Elektrokromik Filmlerin Hazırlanması ve Karakterizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Fakültesi Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sabina JUSUFOVIC

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ayşe Erol

Özet:

Bu çalışmada elektrokimyasal yöntem ile kaplanmış polipirol (PPy) filmlerin ve polipirol/nanoselüloz (PPy/NC) nanokompozit filmlerin elektrokromik, optik ve yapısal karakterizasyonu, tetrabütilamonyum perklorat (tetrabutylammonium perchlorate, TBAP) ve disodyum 4,5-dihidroksi-1,3-benzendisülfonat (disodium 4,5-dihydroxy-1,3- benzenedisulfonate, Tiron) olmak üzere iki farklı tuz kullanılarak, üç elektrotlu hücrede belirlenmiştir. Kararlı ve üniform filmleri üretmek amacıyla çalışmanın başlangıcında ilk olarak uygun kaplama yöntemi ve tuz belirlenmıştır. Elektrokimyasal yöntem olan potansiyostatik kaplama ile tüm film kaplamalar 1.2 V potansiyel değerinde yapılmıştır. Asetonitril (ACN) içerisinde çözünebilen TBAP tuzu ilk olarak kullanılmıştır. Aynı zamanda pirolun çözelti içerisinde dağılması açısından ACN çözücü olarak uygun görülmüştür. Tiron tuzu ACN’de çözünmediği için bu aşamada hem Tiron’un hem pirolun çözünmesi için 0.1 M 6:4 ACN:DI (ACN:De-iyonize su) oranında çözelti hazırlanmıştır. Kaplama çözeltilerinde pirol miktarı 0.1M olarak sabit tutulmuştur. Her ölçüm için yeni çözelti hazırlanmıştır. Kaplamanın gerçekleşmesi ve renk değişimini görmek amacı ile tüm filmler iletken ve saydam flor katkılı kalay oksit (Fluorine doped Indium Tin Oxide, FTO) cam üzerinde kaplanmıştır. Elektrokimyasal ölçümlerin kapsamında döngüsel voltametri (cyclic voltammetry, CV), ve kronoamperometri (chronoamperometry, CA) ölçümleri yapılmıştır. Ölçümlerin sonucunda
POLİMER TABANLI ELEKTROKROMİK FİLMLERİN HAZIRLANMASI
VE KARAKTERİZASYONU
xiii elektrokromik filmlerin karakteristik CV eğrileri, kararlılığı, tepki süresi, yük yoğunluğu gibi bilgilere ulaşılmıştır. Optik ölçümler ile UV/Görünür bölgesinde tez çalışmasında hazırlanmış PPy (TBAP), PPy (Tiron), PPy/NC (TBAP) ve PPy/NC (Tiron) elektrokromik filmlerin optik kontrastı belirlenmiştir. Oksidasyon durumunda petrol yeşili rengi sergileyen filmlerin, indirgenme durumunda açık sarı renk sergilediği görülmüştür. Elektrokromik filmlerin yapısal karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (Scanning Electron Microscope, SEM) ile yapılmıştır. Bu şekilde farklı tuzların ve eklendiği NC’un yapısal olarak yarattığı etkiler kıyaslanmışır. Elektrokromik filmler elektrokimyasal olarak İstanbul Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümü bünyesinde yer alan Analitik Kimya Laboratuvarında yapılmıştır. İstanbul Teknik Üniversitesi’nde yer alan Elektrokimyasal Karakterizasyon ve Ölçüm Laboratuvarı’nda elektrokromik filmlerin geçirgenlik ölçümleri yapılmiştir. Tüm elektrokromik filmlerin yapısal analizi Istanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü bünyesinde yer alan Nano ve Optoelektronik Araştırma Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir.