Search

Phenol compounds are used in many industrial areas. Due to their high toxicity and stability, phenol compounds are carcinogenic to humans and animals even at low concentrations during their production and use. For this reason, the removal of phenol contaminants is both necessary and beneficial. Water pollution caused by phenols is one of the most serious problems globally, threatening both people and the environment. Increasing industrial and human activities have led to an increase in wastewater discharge into water resources. These phenolic chemicals are harmful, and although there are different methods used, it is very important to find new materials and effective methods to remove these pollutants from water. This study aimed to convert the phenols purified from water using tyrosinase paste to a less harmful state by making an enzymatic biofilter for phenol removal, thanks to the polyaniline structure we formed on the filter paper, to ensure phenol retention. While this process took place, FeCl3 solution was used as the reactor material, and aniline was turned into polyaniline with FeCl3 solution in HCl. While these processes are being carried out, it is aimed to prepare the most efficient biofilter by using the components that make up the experiment at different concentrations. By calculating the % efficiency of the catechols, absorbance values were measured before and after filtration. It was revealed that the highest percentage of biofilter activity was formed using 0.15 M aniline, 10 KU tyrosinase enzyme, and 1% chitosan concentrations., Fenol bileşikleri birçok endüstriyel alanda kullanılmaktadır. Yüksek toksisiteleri ve kararlılıkları nedeniyle, üretimleri ve kullanımları sırasında düşük konsantrasyonlarda bile insanlar ve hayvanlar için kanserojendir. Bu nedenle fenol kirleticilerinin uzaklaştırılması oldukça gereklidir. Fenollerin neden olduğu su kirliliği, hem insanları hem de çevreyi tehdit eden, küresel olarak en ciddi sorunlardan biridir. Artan endüstriyel ve insan faaliyetleri, atık suların su kaynaklarına deşarjının artmasına neden olmuştur. Bu fenolik bileşiklerin farklı yöntemler ve etkili yöntemler ile uzaklaştırılması çok önemlidir. Bu çalışmada, filtre kağıdı üzerinde oluşturduğumuz polianilin ve tirozinaz enzimi ile oluşturulan biyofiltre yapısı sayesinde fenolün tutulmasını ve enzimatik bir reaksiyon ile daha az zararlı hale dönüştürülmesi amaçlanmaktadır. Bu işlem yapılırken reaktör malzemesi olarak FeCl3 çözeltisi kullanılmış ve anilin, HCl içinde FeCl3 çözeltisi ile polianilin haline getirilmiştir. Bu işlemler yapılırken deneyi oluşturan bileşenler farklı konsantrasyonlarda kullanılarak en verimli biyofiltrenin hazırlanması hedeflenmiştir. Fenolik bileşenlerin giderimlerinde oluşturulan biyofiltrelerin % etkinlikleri hesaplanırken filtrasyon öncesi ve sonrası absorbans değerleri ölçülmüştür. En yüksek biyofiltre aktivitesi yüzdesinin 0.15 M anilin, 10 KU tirozinaz enzimi ve %1 kitosan konsantrasyonları kullanılarak oluşturulduğu belirlenmiştir.

Günümüzde, enerji tüketiminin giderek artması, enerjinin üretiminin yanında depolanması sorunlarını da beraberinde getirmektedir. Enerji depolama sistemlerinde kullanılan elektroaktif malzemelerin farklı özellikteki maddelerin sentezi ve çeşitli cihazlarla karekterizasyonu sonucu elde edilen veriler birçok araştırmacıya ışık olmaktadır. Bu doktora tezinde rGO/TiO2 , rGO/Co3 iv O4 gibi ikili ve rGO/TiO2 /PANI ve rGO/Co3 O4 /PPy gibi üçlü nanokompozitlerin sentezleri gerçekleştirilmiş olup, ayrıca kendi içlerinde farklı oranlardaki ([rGO]o /[TiO2 ]o =1:1, 1:2, 1:5, 1:10, [rGO]o /[TiO2 ]o /[ANI]o = 1:5:1, 1:5:2, 1:5:3, 1:5:4 ve 1:5:5, [rGO]o /[Co3 O4 ]o = 1:1, 1:2, 1:5, 1:10 ve rGO]o /[Co3 O4 ]o /[Py]o = 1:5:1, 1:5:2, 1:5:5 ve 1:5:10) nanokompozitlerin sentezleri de tamamlanmıştır. Sentezi tamamlanan nanokompozitlerin BET yüzey alanı, FTIR-ATR, TGA-DTA, XPS, SEM-EDX, TEM, XRD, Raman ve katı iletkenlik gibi çeşitli cihazlarla karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilerek gerekli grafik ve çizelgeler oluşturulmuştur. Ayrıca nanokompozitlerin elektrokimyasal performans testleri öncesi elektroaktif malzemeler pelet, çamur gibi iki farklı yöntem kullanılarak elektrotlara birleştirilmiştir. Nanokompozit aktif malzemeler, paslanmaz çelik elektrotlarda ve düğme pil elektrotları (bakır ve alüminyum folyo) gibi farklı elektrot malzemelerinin de süperkapasitörlere olan katkısı incelenmiştir. Ayrıca süperkapasitör cihaz tasarımı olarak simetrik ve bir adet asimetrik düğme pil süperkapasitör cihaz elde edilmiştir. Elde edilen farklı oranlardaki rGO/TiO2 ve rGO/TiO2 /PANI nanokompozitleri 1M H2 SO4 elektrolitinde, rGO/Co3 O4 nanokompozitleri 3M KOH, rGO/Co3 O4 /PPy nanokompozitleri ise hem 2M KOH hem de 6M KOH elektrolitinde ve rGO/Co3 O4 /PPy//rGO/CuO nanokompozitleri iyonik sıvı elektrolitinde elektrokimyasal testleri (EIS, DV, GCD, ve DV’den elde edilen döngü kararlılığı performansları) başarıyla tamamlanmıştır. Nanokompozitlerin elektrokimyasal test sonuçlarından enerji ve güç yoğunluğu ve spesifik kapasitans grafikleri oluşturulmuştur. Ayrıca, ikili ve üçlü nanokompozitlerde metal oksit oranının arttırılmasının etkisi ve iletken polimer oranının arttırılmasının süperkapasitör cihaz performansı parametrelerine etkisi incelenmiştir. Nanokompozitlerin diğer parametreleri (farklı elektrot hazırlama teknikleri, elektrolit, düğme pil, paslanmaz çelik elektrot, simetrik ve asimetrik cihaz tasarımı vb.) incelenerek elde edilen veriler yorumlanmış süperkapasitör üretiminde araştırmacılara da önemli oranda katkı sağlanmıştır. Today, the gradual increase in energy consumption brings along the problems of energy storage as well as production. The data obtained as a result of the synthesis of substances with different properties and the characterization of the electroactive materials used in energy storage systems with various devices are a light for many researchers. In this doctoral thesis, the syntheses of binary nanocomposites such as rGO/TiO2 , rGO/Co3 O4 and ternary nanocomposites such as rGO/TiO2 vi /PANI and rGO/Co3 O4 /PPy were carried out, and also in different ratios ([rGO]o /[TiO2 ]o =1:1). , 1:2, 1:5, 1:10, [rGO]o /[TiO2 ]o /[ANI]o = 1:5:1, 1:5:2, 1:5:3, 1:5: 4 and 1:5:5, [rGO]o /[Co3 O4 ]o = 1:1, 1:2, 1:5, 1:10 and rGO]o /[Co3 O4 ]o /[Py]o = 1: 5:1, 1:5:2, 1:5:5 and 1:5:10) syntheses were performed. The necessary graphs and charts were created by performing the characterization processes of the synthesized nanocomposites with various devices such as BET surface area, FTIR-ATR, TGA-DTA, XPS, SEM-EDX, TEM, XRD, Raman and solid conductivity. In addition, before electrochemical performance tests of nanocomposites, electroactive materials were combined with electrodes using two different methods such as pellets and mud. The contribution of different electrode materials such as nanocomposite active materials, stainless steel electrodes and button cell electrodes (copper and aluminum foil) to supercapacitors has been investigated. In addition, as the supercapacitor device design, a symmetric and one asymmetric button cell supercapacitor device was obtained. Different ratios of rGO/TiO2 and rGO/TiO2 /PANI nanocomposites obtained in 1M H2 SO4 electrolyte, rGO/Co3 O4 nanocomposites in 3M KOH, rGO/Co3 O4 /PPy nanocomposites in both 2M KOH and 6M KOH electrolytes and rGO/Co3 O4 /PPy//CuO nanocomposites in ionic liquid electrolyte electrochemical tests (cycle stability performances from EIS, DV, GCD, and DV) of have been successfully completed. Energy and power density and capacitance graphs were created from the electrochemical test results of nanocomposites. In addition, the effect of increasing the metal oxide ratio in binary and triple nanocomposites and the effect of increasing the conductive polymer ratio on the supercapacitor device performance parameters were investigated. The data obtained by examining other parameters of nanocomposites (different electrode preparation techniques, electrolyte, button cell, stainless steel electrode, symmetric and asymmetric device design, etc.) have been interpreted and a significant contribution has been made to the researchers in the production of supercapacitors.

This study was carried out in two stages. In the first stage; 2-oxo-2-phenylethyl-2-aminobenzoate (OPA) compound, which was an aniline derivative, was synthesized by starting the appropriate components. Then, poly(OPA) was obtained via chemical polymerization of the OPA in the presence of ammonium peroxydisulfate (APS) as the initiator and DMF as the solvent. Poly(OPA)/Bentonite (BNT) nanocomposite was synthesized by effectively dispersing the inorganic nanolayers of BNT in poly(OPA) matrix by means of intercalation method. In the second stage; the characterization of the synthesized OPA, poly(OPA) and poly(OPA)/BNT nanocomposite was investigated. The OPA was characterized by liquid chromatography mass spectrometry (LC/TOF-MS). The structures of the poly(OPA) and nanocomposite(OPA) were characterized by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), thermal gravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). In addition, the conductivity of poly(OPA)/BNT nanocomposite was investigated and change in electrical conductivity was examined., Bu çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada; bir anilin türevi olan 2-okso-2-feniletil-2-aminobenzoat (OPA) bileşiği uygun bileşenlerden başlanarak sentezlenmiştir. Daha sonra OPA’nın başlatıcı olarak amonyum peroksidisülfat (APS) ve çözücü olarak DMF varlığında kimyasal polimerleşmesi sonucu poli (OPA) elde edilmiştir. Poli(OPA)/Bentonit (BNT), BNT’in inorganik tabakalarının poli(OPA) matrisinde interkalasyon yöntemi ile etkin bir şekilde dağıtılmasıyla sentezlenmiştir. İkinci aşamada ise sentezlenen OPA, poli(OPA) ve poli(OPA)/BNT nanokompozitin karakterizasyonu incelenmiştir. OPA, sıvı kromatografi kütle spektrometresi (LC/TOF-MS) kullanılarak karakterize edilmiştir. Poli(OPA) ve poli(OPA)/BNT nanokompozitinin yapıları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), termal gravimetrik analiz (TGA) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakterize edilmiştir. Ayrıca poli(OPA)/BNT nanokompozinin iletkenliği araştırılmış ve elektriksel iletkenliğindeki değişim incelenmiştir.

Because of its excellent electrochemical properties, extreme redox performance, and ability to mediate the electron transfer between the electrode surface and the reaction site, polyaniline (PANI) is one of the most ideal and well-known conductive polymers for biosensor design. This research developed an electrochemical enzymatic biosensor system with PANI film-coated screen printed electrodes (SPE) using the one-step direct electropolymerization process. PANI electropolymerization was performed in different acidic solutions, and the effects on the electrodeposition of the potential range, potential scan rate, and cycle number are discussed depending on these acidic solutions. The surface morphologies of films prepared with different processes were characterized by usıng the SEM (scanning electron microscopy) technique. A sensitive and selective catechol biosensor was developed by immobilizing the tyrosinase (Tyr) enzyme into PANI film combined with glutaraldehyde as a cross-linking agent. After optimizing the biosensor performance conditions, the developed biosensor measured catechol in green tea samples.

In this study, a composite of rice husk (RH) modified with polyaniline (PANI) was produced and its potential as an adsorbent in removal of atrazine was investigated.Within the scope of the study, the effects of contact time (0-480 min), initial pH (3.5-9.5), initial atrazine concentration (2-25 mg/L), and PANI/RH amount (0-1.6 g) ontreatment efficiency were examined. The optimum treatment efficiency for atrazine(25 mg/L) was found as 58.3% under 120 min., 5.4 of pH, and 1.0 g/50 ml ofadsorbent dosage, and at this condition, adsorption capacities (qt) was calculated as0.58 mg/g. Furthermore, when the initial atrazine concentration was raised from 2 to25 mg/L, the removal efficiencies decreased from 81.1 to 60.4 %, but the adsorptioncapacities (qt) increased from 0.067 to 0.629 mg/g. In addition, the efficiency of theadsorption process was evaluated by applying Langmuir and Freundlich isothermmodels. Among the performed isotherm models, Freundlich isotherm provided thebest correlation for atrazine and the Freundlich constant related to the sorptioncapacity was calculated as 2.02 mg/g at an initial pH of 5.4 for the 2.0-25 mg/Latrazine at 25 oC. Raw-PANI/RH and used-PANI/RH composites were characterizedwith FTIR, XRD, and SEM analysis., Literatürde pestisitler için en çok çalışılan uzaklaştırma işlemlerinden biri adsorpsiyondur. Adsorpsiyon prosesi, kesikli proseslerle birçok kirleticinin giderilmesinde çok yüksek arıtma verimleri sağlasa da, tüketilen adsorbanın maliyeti prosesin kullanılabilirliğini sınırlayan en önemli faktördür. Son yıllarda bilim adamları, proses maliyetlerini azaltmak için kompozit adsorbanlara odaklanmışlardır. Bu çalışmada, pirinç kabuğu (RH) (çok ucuz bir doğal üründür) ve polianilin (PANI; yüksek maliyetli ve yüksek arıtma verimi sağlar) kompoziti üretilmiş ve atrazin gideriminde adsorban olarak potansiyeli araştırılmıştır. Çalışma kapsamında atrazin giderimi üzerine uygulama süresi (0-480 dk), başlangıç pH (3.5-9.5), başlangıç atrazin konsantrasyonu (2-25 mg/L) ve PANI/RH miktarının (0-1.6 g) etkileri incelenmiştir. Atrazin (25 mg/L) için optimum arıtma verimi 120 dakika, 5.4 pH ve 1.g/50 ml adsorban dozunda % 58.3 olarak bulunmuş ve bu durumda adsorpsiyon kapasiteleri (qt) 0.58 mg/g olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, başlangıç atrazin konsantrasyonu 2'den 25 mg/L'ye yükseltildiğinde, giderim verimlerinin % 81.1'den % 60.4'e düştüğü, ancak adsorpsiyon kapasitelerinin (qt) 0.067'den 0.629 mg/g'ye yükseldiği belirlenmiştir.

U ovoj tezi po prvi put su sintetisani kompoziti MOF-5, tipičnog predstavnika metalo-organskih mrežnih struktura (MOF), i polianilina (PANI), jednog od najvažnijih elektroprovodnih polimera. MOF-5 je mikroporozni, kristalni, elektroneprovodan materijal, velike specifične površine i poroznosti, koji se sastoji od Zn4O jedinica povezanih 1,4-benzendikarboksilatnim linkerima. PANI je konjugovani polimer koji egzistira u različitim kiselinsko-baznim i redoks oblicima i pokazuje visoku električnu provodljivost, ali ima malu specifičnu površinu. U prvom delu teze razvijena je efikasna sinteza čiste faze MOF-5, bazirana na korišćenju anhidrovanog cink acetata kao prekursora. Dodavanjem vode za in situ formiranje različitih cink acetata hidrata i karakterizacijom produkata nađeno je da optimalna količina vode za sintezu čistog kubičnog MOF-5 iznosi 0,250,5 molova vode po molu Zn2+. MOF-5 sintetisan pri molskom odnosu H2O/Zn2+ = 0,5 pokazivao je najveću specifičnu površinu SBET (1937 m2g1) i korišćen je za sinteze kompozita. PANI je sintetisan oksidativnom polimerizacijom anilina u prisustvu HCl i bez dodate kiseline. Kompoziti su okarakterisani brojnim fizičkohemijskim tehnikama. Sintetičkim postupkom, u kome je neprovodni oblik PANI rastvoren u DMF mešan sa MOF-5 u različitim masenim odnosima, dobijeni su mikroporozni kompoziti veoma velike SBET (najveća 2700 m2g1) i niske električne provodljivosti. Postupkom mehaničko-hemijske sinteze, u kome su elektroprovodni oblik PANI i MOF-5 mehanički sitnjeni u različitim masenim odnosima u prisustvu male količine hloroforma, dobijeni su mikroporozni kompoziti koji su pokazivali i elektroprovodljivost (najveća 1,0103 Scm1) i velike SBET (najveća 850 m2g-1). Kompoziti MOF-5/PANI predstavljaju obećavajuće kandidate za niz primena. In this thesis, for the first time, composites of MOF-5, a typical representative of metal-organic network structures (MOF), and polyaniline (PANI), one of the most important electrically conductive polymers, were synthesized. MOF-5 is a microporous, crystalline, non-conductive material, with a large specific surface area and porosity, consisting of Zn4O units connected by 1,4-benzenedicarboxylate linkers. PANI is a conjugated polymer that exist in various acid-base and redox forms and exhibits high electrical conductivity, but has small specific surface. In the first part of the thesis, efficient synthesis of pure phase MOF-5 was developed, based on the use of anhydrous zinc acetate as a precursor. By adding water for in situ formation of various zinc acetate hydrates and by characterization of the products it was found that the optimal amount of water for the synthesis of pure cubic MOF-5 is 0.250.5 moles of water per mole of Zn2+. MOF-5 synthesized at the H2O / Zn2+ = 0.5 molar ratio showed the highest specific surface area SBET of 1937 m2g-1 and was used for composite syntheses. PANI was synthesized by the oxidative polymerization of aniline in the presence of HCl and without added acid. Composites are characterized by a number of physicochemical techniques. Synthetic process in which the non-conductive form of PANI dissolved in DMF was mixed with MOF-5 in different mass ratios led to microporous composites of very high SBET (maximum 2700 m2g1) and low electrical conductivity. The process of mechano-chemical synthesis, in which the conductive form PANI and MOF-5 were mechanically crushed in different mass ratios in the presence of a small amount of chloroform, led to microporous composites that showed both electrical conductivity (maximum 1.0 103 Scm1) and large values of SBET (maximum 850 m2g-1). MOF-5/PANI composites are promising candidates for a range of applications.

В статье представлены исследования по определению уровня прочности композиционного полимерного сорбента. В композиционные полимерные сорбенты на основе местного сырья добавлен бентонитовый и каолиновый наполнитель в различных массовых долях, в результате прочность сорбента улучшалась с увеличением содержания бентoнита., The article provides information on determining the strength level of a composite polymer sorbent. Bentonite and kaolin filler was added to composite polymer sorbents based on local raw materials in various mass fractions. As a result, the strength of the sorbent improved with increasing bentanite content.

Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Ana Bilim Dalı, Bu çalışmanın amacı, oksitlenmiş çok duvarlı karbon nanotüpler (KNT’ler) içeren polianilin (PANI) kompozitlerinin amonyak buharını algılama özelliklerini incelemektir. PANI ve %1 ve %2 derişimlerinde oksitlenmiş KNT’leri içeren PANI-KNT kompozitleri, asidik ortamda amonyum persülfat kullanılarak anilinin kimyasal oksidatif polimerizasyonu ile hazırlandı. PANI ve PANI kompozitleri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ölçümleriyle karakterize edildi. Bu malzemelerin örnek şeritlerinin amonyak buharına tutulmasıyla elektriksel dirençlerinde meydana gelen değişim, iki nokta tekniği ile ölçülerek izlendi. PANI ve kompozitlerinin farklı derişimlerindeki amonyak çözeltilerine karşı direnç ölçümleri, desorpsiyon modunda saf gliserin, saf su ve gliserin-su karışımı kullanılarak ayarlanan çeşitli bağıl nem (BN) seviyelerinde gerçekleştirildi. PANI ve PANI-KNT kompozitlerin sensör yanıtlarının NH3 derişimi artışı ile azaldığı gözlenirken, PANI-KNT kompozitlerinde KNT yüzdesi arttıkça, adsorpsiyondesorpsiyon döngülerinde sensör yanıtı kararlılığının PANI’ye göre arttığı görüldü. PANI-KNT kompozitlerinin amonyak buharı için sensör yanıtları zamanla BN seviyesi arttıkça azaldı., The aim of this study is to examine sensing properties of polyaniline (PANI) composites with oxidized multiwall carbon nanotubes (CNTs) to ammonia vapor. PANI and PANI composites containing the CNTs at concentrations of 1% and 2% were synthesized by chemical oxidative polymerization of aniline using ammonium persulfate in acidic medium. PANI and PANI-CNT composites were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Atomic Force Microscopy (AFM) measurements. The change in electrical resistances of sample strips of these materials when exposed to ammonia solution vapor was monitored along the stripe length by the two-point technique. The resistance measurements of them to ammonia solutions of different concentrations were carried out at various relative humidity (RH) levels adjusted by using pure glycerin, water and glycerin–water mixture. While the sensor responses of the PANI and the composites to ammonia vapor decreased with increasing NH3 concentration, PANI-CNT composites showed higher stability in the sensor response than PANI as the percentage of CNT increased. The sensor responses of PANI-CNT composites to ammonia vapor decreased as the RH level increased., Bu tez çalışması Balıkesir Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeler Birimi tarafından 2016/143 nolu proje ile desteklenmiştir.

Karbon bazlı (indirgenmiş grafen oksit, çok duvarlı karbon nanotüp, fulleren) Rutenyum (IV) oksit (RuO2) ile iletken polimerlerden (polianilin, poli9-vinilkarbazol) kullanılarak elde edilen nanokompozitler (rGO / RuO2, rGO / RuO2 / PANİ, MWCNT / RuO2, Fulleren / RuO2 ve rGO / RuO2 / PVK) sentezlenmiştir. Sentezlenen bu nanokompozitler karakterizasyonları (SEM-EDAX, FTIR-ATR, BET, CV, GCD, EES) gibi yöntemlerle incelenmiştir. Her bir elektroaktif nanokompozitin iki elektrotlu süperkapasitör cihazları yapılarak 1 M H2SO4 iyonel çözeltisinde elektrokimyasal ölçümleri CV, GCD ve EES ile spesifik kapasitans (Csp), enerji (E) ve güç (P) yoğunlukları ve stabilite sonuçları alınmıştır. En uygun olan elektrokimyasal devrelerle örneğin, (LRQ(CR), LR(QR)(CR), LR(QR(CR)) ve LR(QR)(QR) deneysel ile teorik veriler simüle edilerek aralarında karşılaştırmalar yapılmıştır. Enerji depolamanın son derece önemli olduğu günümüzde karbon bazlı yüksek spesifik kapasitans değerleri veren RuO2 gibi bir metal oksit ile maliyeti azaltmak, yeşil doğayı korumak için kullanılan iletken polimer (polianilin, poli9-vinil karbazol) ile özellikli bir elektroaktif nanokompozit geliştirip süperkapasitör cihaz uygulamaları gerçekleştirilmiştir. The synthesis of (rGO / RuO2, rGO / RuO2 / PANİ, MWCNT / RuO2, Fulleren / RuO2 and rGO / RuO2 / PVK) nanocomposites were obtained from conducting polymers (polyaniline, poly9-vinylcarbazole), Ruthenium (IV) oxide (RuO2) and carbon-based materials (reduced-graphene oxide, multiwalled carbon nanotubes, and fullerenes). These synthesized nanocomposites were characterized by SEM-EDAX, FTIR-ATR, BET, CV, GCD, and EIS. The specific capacitance (Csp), energy (E) and power (P) densities and stability test results were obtained in 1 M H2SO4 solution using two symmetric supercapacitor device by electrochemical measurements such as CV, GCD, and EIS. Experimental and theoretical data are simulated with the most suitabe electrochemical circuit models of (LRQ(CR), LR(QR)(CR), LR(QR(CR)) and LR(QR)(QR). Nowdays, energy storage systems have become very critical importance. Using a metal oxide such as RuO2, which gives high specific capacitance values, a combination with carbon based nanocomposites including conducting polymers such as (polyaniline, and poly-9-vinyl carbazole) can be used to obtain supercapacitor device applications. In addition, these supercapacitors supply clean environment, and cheap materials.

Bu çalışmada, mezogözenekli SBA-15 silika malzemesi anilinin in-situ polimerizasyon metodu ile modifiye edilmiş ve polianilin(PANI)/SBA-15 malzemeleri elde edilmiştir. Farklı SBA-15 ve anilin miktarlarının PANI/SBA-15 malzemelerinin yapısal ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Sentezlenen malzemeler X-ışını kırınım desenleri (XRD), azot adsorpsiyon/desorpsiyon izotermleri, Fourier dönüşümlü infrared (FTIR), ultraviyole görünür bölge difüz reflektans (UV-Vis-DRS) spektroskopi analizleri ve Boehm titrasyon metodu kullanılarak karakterize edilmiştir. XRD desenleri, düşük anilin miktarında SBA-15’in yapısal özelliklerinin korunduğunu göstermiştir. SBA-15’in yapısına PANI’nin katılması ile yüzey alan, gözenek hacim ve gözenek çap değerlerinin düştüğü belirlenmiştir. FTIR ve UV-Vis-DRS analizleri PANI’nin SBA-15 yapısına başarılı bir şekilde katıldığını göstermiştir. Malzemelerin baziklik miktarına SBA-15 ve anilin miktarlarının önemli ölçüde etki ettiği Boehm titrasyon analizleri ile belirlenmiştir. Sentezlenen malzemelerin yapısal ve kimyasal özellikleri göz önünde bulundurulduğunda düşük sıcaklık karbondioksit adsorpsiyonu için kullanılmaya değer olduğu düşünülmektedir. In this work, mesoporous SBA-15 silica materials were modified by in-situ polymerization method of aniline and polyaniline(PANI)/SBA-15 materials were obtained. The effect of the different amount of SBA-15 and aniline on the textural and chemical properties of PANI/SBA-15 materials was investigated. The synthesized materials were characterized by using X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption/desorption isotherms, Fourier transform infrared (FTIR), ultraviolet-visible diffuse reflectance (UV-Vis-DRS) spectroscopy analyses and Boehm titration method. XRD patterns showed that the structural properties of SBA-15 were preserved in low aniline amount. It was determined that, surface area, pore volume and pore diameter values decreased with the incorporation of PANI to the structure of SBA-15. FTIR and UV-Vis-DRS analyzes showed that, PANI successfully participates in the SBA-15 structure. It was determined by Boehm titration analyses that the amounts of SBA-15 and aniline significantly affect the basicity of the materials. Considering the structural and chemical properties of the synthesized materials, it is thought to be useful for low temperature carbon dioxide adsorption.

Bu çalışmada, elektriksel iletkenliği ve kimyasal direnci oldukça yüksek olan yarı iletken polimerlerden yararlanarak özellikle polianilinin (PANİ) sentezinde yeni bir yöntem olan buhar fazı polimerizasyonu yöntemi (BFP) kullanılarak OLED üretimi yapılmıştır. Bu yöntemde (+) yük merkezleri üretilmesinde kullanılan polimer İTO yüzeyine buhar fazı polimerizasyonu yöntemiyle (BFP) doğrudan monomerinden gerçek zamanlı olarak sentezlenerek kaplanmıştır. Bunun yanı sıra spin coating ya da çözeltiye daldırma gibi yöntemler de kullanılarak kaplama işlemi yapılmıştır. OLED aygıtı, buhar fazı polimerizasyonu tekniği ile kaplanan organik yarı iletken katmanlar (TPD, Alq3) ve anorganik materyalin (Al) kaplanması ile karakterize edilmeye hazır hale getirilmiş ve fabrikasyonu tamamlanmıştır. ITO yüzeyine yapılan polimer kaplaması FTIR spektrometresi ve iletkenlik ölçüm sistemleri kullanılarak tespit edilmiş sonrasında ITO/KOT/TPD/Alq3/Al ve ITO/TPD/Alq3/Al konfigürasyonuna sahip OLED aygıtının elektriksel ve optiksel ölçümleri yapılmıştır.Polistiren Sülfonat+Anillin karışımı ile yapılan deneyde diğer yöntemlere nazaran çok daha ince ve homojen bir yarı iletken tabaka elde edilmiş ve bu gelişme nedeniyle GE108 kaplanması ve diğer ardışık işlemler başarı ile elde edilebilmiştir. In this study, with the benefit from semiconductor polymers which has quite a lot high electrical conductivity and chemical resistance and particularly using new method of vapour phase polymerization method in the synthesis of polyaniline (PANİ) for OLED production atempted. In this method polymer used in the production of ( + ) charge centers has synthesized and coated in real time to the ITO surface with the vapour phase polymerization method is synthesized in real time from direct monomer surface covered. And also by using of spin coating or solution dip methods, coating process is made.OLED device prepared for characterization and fabrication completed by the vapour phase polimerization method, with the organic seniconductor layers (TPD, Alq3) and coated inorganic material (Al). Polymer coating on ITO surface determined using FTIR spectrometer and conductivity measurement systems afterwards OLED devices electrical and optical measurements are made that have ITO/KOT/TPD/Alq3/Al and ITO/TPD/Alq3/Al configuration.As compared to other methods ın the experiment with the mixture of polystyrene Sulfonate+Aniline a much thinner and homogeneous semiconductor layer is obtained, and because of this development GE108 coating and other sequential processes have been successfully achieved. İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET -- iv ABSTRACT -- v TEŞEKKÜR -- vi İÇİNDEKİLER -- viii ŞEKİLLER DİZİNİ -- xii RESİMLER DİZİNİ -- xiv SİMGE VE KISALTMALAR -- xv 1.GİRİŞ -- 1 2.KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI -- 3 2.1.Konjüge Polimerler Tarafından Işık Emisyonu -- 3 2.1.1.Lüminesans -- 4 2.1.2.Fotolüminesans (PL) -- 4 2.1.3.Fluoresans -- 5 2.1.4.Fosforesans -- 6 2.1.5.Elektrolüminesans (EL) -- 6 2.2.Enerji Transfer Mekanizmaları -- 8 2.2.1.Förster enerji transferi (FRET) -- 9 2.2.2.Dexter enerji transferi -- 10 3.ORGANİK IŞIK YAYAN DİYOTLAR -- 12 3.1.OLED’lerin Tarihi -- 12 3.2.OLED Çalışma Prensibi -- 13 3.3.OLED’lerin Avantajları ve Dezavantajları -- 14 3.4.Cihaz Kurulumu -- 15 3.4.1.Cam/plastik substratlar (yüzeyler) -- 15 ix 3.4.2.Anot malzemeler -- 15 3.4.3.Katot malzemeler -- 16 3.4.4.Yayıcı (ışık) katmanlar -- 16 3.5.OLED İmalatı -- 27 3.5.1.ITO yüzey temizleme -- 27 3.5.2.Delik transfer (PEDOT: PSS) katmanının döner kaplama ile kaplanması ve yayıcı katmanlar -- 28 3.5.3.Katot malzemelerinin termal buharlaşması -- 28 3.5.4.Kapsülleme/Giydirme -- 28 3.6.OLED Karakterizasyonu -- 29 3.6.1.Elektrolüminesans spektrum ve renk kalitesi -- 31 3.6.2.Cihaz verimliliği -- 31 3.6.3.Cihazın çalışma ömrü -- 32 3.7.OLED’lerde Bozunma -- 32 3.8.OLED Türleri -- 33 3.8.1.Pasif matris OLED (PMOLED) -- 33 3.8.2.Aktif matris OLED (AMOLED) -- 34 3.8.3.Şeffaf OLED -- 35 3.8.4.Kıvrılabilir OLED -- 36 3.8.5.Beyaz OLED (WOLED) -- 37 3.9.OLED Uygulama Alanları -- 38 4.MATERYAL VE YÖNTEM -- 40 4.1.Anilin Klorür Sentezi -- 40 4.2.Başlatıcı Olarak Kullanılan Klor (Cl2) Gazının Sentezi -- 40 4.3.Karakterizasyon Teknikleri -- 41 4.3.1.İletkenlik ölçümleri -- 41 x 4.3.2.Işık verimi -- 43 4.3.3.Akım-gerilim ölçümleri (I-V) -- 44 4.4.METOD 1 (Saf Anilin) -- 45 4.4.1.Deney için gerekli malzemeler -- 45 4.4.2.Anilin-İTO elektronik aygıtın kurulumu -- 45 4.5.METOD 2 (Kloro Sülfolanmış Polietilen+Anilin Karışımı) -- 46 4.5.1.Deney için gerekli malzemeler -- 46 4.5.2.PEClSO2+THF çözeltisinin hazırlanması -- 46 4.5.3.Anilin+PEClSO2 elektronik aygıtın kurulumu -- 47 4.6.METOD 3 (Viniliden Klorür-Akrilonitril Kopolimeri+Anilin Karışımı,1/2) -- 47 4.6.1.Deney İçin Gerekli Malzemeler -- 47 4.6.2.Anilin+viniliden klorür-akrilonitril kopolimeri elektronik aygıtın kurulumu -- -- 47 4.7.METOD 4 (Polistiren Sülfonik Asit-Maleik Asit Kopolimeri+Anilin Klorür Karışımı) -- 48 4.7.1.Deney için gerekli malzemeler -- 48 4.7.2.Çözelti hazırlama -- 48 4.7.3.Polistiren sülfonik asit-maleik asit kopolimeri elektronik aygıtın kurulumu -- 48 4.8.METOD 5 (Vinil Klorür+Anilin Karışımı) -- 49 4.8.1.Deney için gerekli malzemeler -- 49 4.8.2.Çözelti hazırlama -- 49 4.8.3.Vinil Klorür+Anilin elektronik aygıtın kurulumu -- 49 4.9.METOD 6 (Polistiren +Anilin Karışımı) -- 50 4.9.1.Deney için gerekli malzemeler -- 50 4.9.2.Çözelti hazırlama -- 50 4.9.3.Polistiren+Anilin elektronik aygıtın kurulumu -- 50 xi 5. SONUÇ VE TARTIŞMA -- 52 5.1.BFP ile ITO Yüzeyine Kaplanan Yarı İletken Polimerlerin Aygıt Performansına Etkilerinin İncelenmesi -- 52 5.2.FTIR Spektrumlarının Değerlendirilmesi -- 56 5.3.Işıma ve I-V Karakteristikleri -- 60 6.SONUÇ VE ÖNERİLER -- 64 EKLER -- 67 EK-1. Glove Box Sistemi,oksijensiz ortam vakumda buharlaştırma cihazı (1) -- 67 EK-2. Glove Box Sistemi, oksijensiz ortam vakumda buharlaştırma cihazı (2) -- 67 EK-3. Aygıtların elektriksel özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan deneysel düzenek -- 68 EK-4. ITO/KOT/TPD/Alq3/Al konfigürasyonuna sahip OLED aygıtından elde edilen ışıma. -- 69 KAYNAKLAR -- 70 ÖZGEÇMİŞ -- 77

Bu çalışmada, Hindistan cevizi kabuğu atığı (HCK), düşük maliyetli doğal adsorban malzemesi olarak geri kazandırılmıştır. Farklı oranlarda polianilin (PANI) bazlı PANI/HCK kompoztleri sentezlenmiştir. Kompozitlerin kimyasal yapıları FTIR ile aydınlatılmiş, yüzey morfolojileri SEM ile incelenmiştir. Kompozitler, sulu çözeltiden (MM) boyasının gideriminde uygulanarak adsorpsiyona farklı parametrelerin (pH, adsorban dozu, başlangıç boya konsantrasyonu, süre ve sıcaklık) etkisi araştırılmıştır. Adsorpsiyon kinetiği ve denge çalışmaları için değişik sıcaklıklarda kinetik ve sabit sıcaklıklarda izoterm çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen kinetik veriler, yaygın olarak kullanılan görünür birinci dereceden ve ikinci dereceden kinetik modellerinin bağıntılarında değerlendirilerek hız parametreleri ve korelasyon katsayıları belirlenmiştir. Adsorpsiyon denge değerleri Langmuir, Freundlich ve Temkin izotermlerine uygulanmıştır. PANI/%3 HCK adsorbanının adsorpsiyon kapasitesi deneysel olarak 15.94 mg/g olarak bulunmuştur. PANI/%30 HCK ve PANI/%60 HCK için maksimum adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 100 mg/g ve 36.23 mg/g olarak tespit edilmiştir. Reaksiyon kinetiğinin ise yalancı ikinci dereceden reaksiyon modeline uyduğu tespit edilmiştir., In this study, coconut waste (CW) has been restored as low cost and natural adsorbent material. PANI/CW composites based on polyaniline (PANI) were synthesized at different mixing ratios. Chemical structures of the composites were investigated by FTIR, and surface morphologies were studied by SEM. The effects of pH, adsorbent dose, initial dye concentration, time and temperature on the Methylene Blue (MB) adsorption capacity of PANI/CW composites were investigated. For adsorption kinetics and equilibrium studies, kinetic and isotherm studies were carried out at different temperatures. The kinetic data obtained were evaluated in relation to commonly used pseudo first order and pseudo second order kinetic models, velocity parameters and correlation coefficients were determined. The adsorption behaviour was studied with the help of Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models. The adsorption capasity of the PANI/%3 CW adsorbent was experimentally found to be 15.94 mg/g Maximum adsorption capacities were recorded as 100 mg/g and 36.23 mg/g for PANI/%30 CW and PANI/%60 CW, respectively. The reaction kinetics was confirmed to match with the pseudo second order kinetic model. Keywords: polyaniline, coconut waste, Methylene Blue, adsorption, Bu tez çalışması BAP tarafından 17201089 nolu proje ile desteklenmiştir.

In this thesis study, highly active multi-walled carbon nanotube and/or polyaniline based composite structures were fabricated onto glassy carbon electrode surfaces and then the morphological, chemical and electrical properties of these electrodes surface were characterized. The prepared composite electrodes were used to examine the electrochemical behavior of serotonin at different pHs. When peak currents and peak potentials of serotonin on bare and composite electrodes were compared for different pH's of sopperting electrolyte, the optimum working pH was obtained as 7.4 by using phosphate buffer solution. On the other hand, the best electrocatalytic activity toward serotonin was obtained with multiwalled-polyaniline nanotube composite electrode (MWCNT-PANI/GCE) in pH 7.4 phosphate buffer solution. The formation of polyaniline on the GCE with cyclic voltammetry was optimized by varying aniline monomer concentration and the cycle number. After the optimization of experimental conditions, The differential pulse voltammetry studies were performed for sensitive and selective determination of serotonin with all electrodes. The fabricated MWCNT/PANI/GC composite electrode showed best electrochemical activity for serotonin oxidation at optimum conditions. A wide linear calibration curve was obtained within the concentration range between 1x10-7 to 1.2x10-5 mol L-1 pH 7.4 phosphate buffer solution with the limit of detection 3.33x10-8 mol L-1 (S/N=3) with MWCNT/PANI/GCE. The composite electrodes surface morfology, chemistry and electrcity were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)., Bu tez kapsamında, camımsı karbon elektrot yüzeyinde çok duvarlı karbon nanotüp ve/veya polianilinden oluşmuş etkinliği yüksek kompozit modifiye yüzeyler hazırlanarak, morfolojik, kimyasal ve elektriksel yüzey özellikleri aydınlatıldıktan sonra, seratoninin elektrokimyasal davranışı farklı pH larda incelenmiştir. Yalın ve kompozit elektrotlarda serotoninin pik akım yüksekliği ve pik potansiyelleri karşılaştırıldığında en uygun çalışma pH'ının 7.4 fosfat tamponu olduğu saptanmıştır. Aynı zamanda pH=7.4 fosfat tamponu ortamında tüm elektrotların serotonin yükseltgenmesine davranışları incelendiğinde, polianilin-çok duvarlı karbon nanotüp kompozit elektrodun (MWCNT-PANI/GCE) en yüksek etkinliğe sahip olduğu saptanmıştır. Polianilinin elektrot yüzeyinde oluşturulmasına ilişkin, anilin derişimi ve döngüsel voltammetrik döngü sayısı optimize edilmiştir. Optimum deney koşulları saptandıktan sonra, differansiyel puls voltammetrik teknikle serotonin duyar tayinine yönelik deneysel çalışmalar yalın camımsı (GC), PANI/GC, MWCNT/GC, PANI/MWCNT/GC ve MWCNT/PANI/GC elektrotlarıyla yapılmıştır. En yüksek etkinliğe sahip olan elektrodun kompozit yapıdaki MWCNT/PANI/GC elektrodu olduğu saptanmıştır. MWCNT/PANI/GC kompozit elektrotta pik akım yüksekliğinin serotoninin derişimi ile değişimi 1x10-7 – 1.2x10-5 mol L-1 aralığında doğrusal bulunurken, belirtme alt sınırı ise 3.33x10-8 mol L-1 olarak saptanmıştır (S/N=3). Hazırlanan kompozit elektrotların yüzey morfolojisi, kimyasal yapısı ve elektriksel özellikleri taramalı elektron mikroskobu(SEM), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve elektrokimyasal impedans tekniği ile aydınlatılmıştır.

Corrosion protection using conventional coatings is the most used method. Application of polyaniline (PANI) as an inhibitor in conventional coating is based on its proven and well examined protective nature, with motivation for replacement of hazardous materials used as inhibitors. Experimental procedures for investigation of the influence of PANI in coatings are focused both on evaluation of physical properties of the coatings studied by FTIR, Raman and UV spectroscopy, thermogravimetric analysis, SEM and TEM microcopies, while the protective nature of the coating, applied at the first place on steel, is studied by accelerated corrosion testing using humidity and salt chamber, electrochemical impedance spectroscopy and polarization measurements upon immersion in corrosion media. Primena sistema klasičnih organskih prevlaka za zaštitu metala i legura od korozije je najrasprostranjeniji vid zašte. Primena inhibitora korozije na bazi polianilina (PANI) je zasnovana na njegovom eksperimentalno potvrđenom zaštitnom dejstvu. Osnovni motiv za primenu PANI je zamena ekološki neprihvatljivih materijala koji se korite kao inhibitori. Eksperimentalna istraživanja u ovoj oblsti bazirana su na proučavanju fizičkih svojstava prevlaka primenom spektoskopskih tehnika: FTIR, Ramanske spektroskopije i UV spektroskopije, termogravimetrijske analize, SEM i TEM mikroskopija, dok se ispitivanja zaštitnih svojstava prevlaka na baziraju na ubrzanim korozionim testovima primenom slane i vlažne komore, eksperimentima spektroskopije elektrohemijske impedancije i polarizacionim merenjima.

Poly(N-ethylaniline) (PNEA) and poly(aniline-co-N-ethylaniline) (co-PNEA) films have been synthesized on a pencil graphite electrode (PGE) by using cyclic voltammetry (CV) in an acetonitrile (ACN) solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEABF4). The electrochemical properties of the electrodeposited coatings have been characterized using CV method in monomer free solution. The surface morphologies of the films have been investigated by Scanning Electron Microscope (SEM). The electrochemical storage properties of polymer coated PGE (PGE/PNEA and PGE/co-PNEA) have been evaluated by CV, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), galvanostatic charge-discharge and repeating chronopotentiometry tests. The highest specific capacitance values of PGE/PNEA and PGE/co-PNEA have obtained as 1112.72 mF g-1 and 1830.00 mF g-1 at 0.01 mA by using galvanostatic charge-discharge, respectively. According to repeating chronopotentiometry tests, it is observed that charge-discharge stability of PGE/PNEA is longer than PGE/co-PNEA, Poli(N-etilanilin) (PNEA) ve poli(anilin-ko-N-etilanilin) filmleri 0.1 M tetraetilamonyumtetrafloroborat (TEABF4) içeren asetonitril (ACN) çözeltisi kullanılarak dönüşümlü voltametri (CV)yöntemiyle kalem grafit elektrot (PGE) yüzeyinde sentezlenmiştir. Elde edilen filmlerin elektrokimyasalkarakterizasyonu monomersiz çözeltiler içerisinde CV yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Filmlerin yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile görüntülenmiştir. Polimer filmikaplı PGE’ların (PGE/PNEA ve PGE/co-PNEA) elektrokimyasal enerji depolama özellikleri CV,elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS), galvanostatik şarj-deşarj ve tekrarlanankronopotansiyometri yöntemleriyle araştırılmıştır. PGE/PNEA ve PGE/co-PNEA için en yüksekspesifik kapasitans değerleri galvanostatik şarj-deşarj yöntemi ile 0.01 mA akımda sırasıyla 1112.72 and1830.00 mF g-1PGE/PNEA’un PGE/co-PNEA’tan daha yüksek şarj-deşarj kararlılığına sahip olduğu gözlenmiştir.olarak elde edilmiştir. Tekrarlanan kronopotansiyometri yöntemine göre

Penelitian Radar Absorbing Material (RAM) kali ini bertujuan untuk membuat Polymer Matrix Composite (PMC) dengan reinforce berupa Barium Heksaferit sebagai bahan magnetik dan matriks polimer PAni sebagai bahan dielektrik. Pembuatan komposit ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas dari RAM. Komposit RAM disintesis dengan metode polimerisasi in situ. Komposit RAM tersebut dilapiskan pada baja kapal grade A tipe AH36 dengan metode Dallenbach layer dengan jumlah lapisan single layer, double layer dan multilayer. Analisa terhadap ikatan kimia, sifat konduktivitas listrik, struktur mikro dan sifat reflection loss dari komposit RAM dilakukan dengan pengujian FTIR, LCR-meter, SEM dan VNA. Dari penelitian, diperoleh bahwa penyerapan paling optimal pada jumah lapisan multilayer dengan ketebalan 6mm dengan reflection loss sebesar -49,028dB pada frekuensi penyerapan 8,2 GHz.

Cilj ovog rada bio je dizajnirati pH senzor na vodljivom supstratu. Elektroda na vodljivom supstratu izvedena je srebrnim nanočesticama tehnologijom ink-jet printanja. Tako pripravljena elektroda modificirana je vodljivim polimerom na bazi polianilina (PANI), kako bi se ostvario pH osjetljiv sloj. Provedeno je i mjerenje pH osjetljivosti klasičnih disk elektroda, zlatne elektrode (Au) i elektrode od staklastog ugljika (GC). Elektrode su oslojene vodljivim polimerom (PANI) te je testirana njihova pH osjetljivost primjenom Britton-Robinsonovih pufera. Testiran je i odziv komercijalne staklene elektrode za mjerenje pH kako bi dobivene rezultate mogli usporediti s modificiranim disk elektrodama. Modifikacija elektroda dobivenih ink-jet printanjem prije elektrokemijskog oslojavanja polianilinom izvedena je komercijalnom tintom na bazi ugljika ili slojem epoksi-grafita. Elektrokemijsko formiranje polianilina ostvareno je iz otopine anilina pripravljene u klorovodičnoj kiselini, primjenom cikličke voltametrije. Tako su dobivene dvije modifikacije koje su podvrgnute potenciometrijskom mjerenju. Testiranje pripravljenih pH senzora provedeno je u neprotočnoj i protočnoj mjernoj ćeliji. Protočna mjerenja izvedena su metodom injektiranja u protok te metodom kontinuiranog protoka. The aim of this work was to design a pH sensor on the plastic flexible substrate. Silver nanoparticles based ink was used for made conductive electrode by ink-jet printing technology. The prepared electrode was modified by a conductive polymer based on polyaniline (PANI), to achieve a pH sensitive layer. Measurement of pH sensitivity was also performed for classical disc electrodes, gold electrodes (Au) and glassy carbon (GC) electrodes. The electrodes are coated by a conductive polymer (PANI) and their pH sensitivity was tested using Britton-Robinson's buffers. Response of commercial glass electrode for measuring pH was also tested in order to compare the results with the modified disk electrodes. Modification of electrodes obtained by ink-jet printing prior to electrochemical coating by polyaniline was performed by commercial carbon-based ink or epoxy-graphite layer. Electrochemical formation of polyaniline was made from aniline solution prepared in hydrochloric acid using cyclic voltammetry. Such two modifications were subjected to potentiometric measurement. Testing of the prepared pH sensors was performed in a standard no flow and flow measuring cell. Flow measurements were performed by the flow injection method and the continuous flow method.

Yapılan bu tez çalışmasında PAN ve PAN/PAni hibrit nanolifler elektro çekim yöntemi ile üretilmiştir. Elde edilen nanolifler tek sarmal DNA daki guanin sinyali oksidasyonunun elektrokimyasal olarak analiz edilmesinde kullanılmıştır. Bu amaç için iki farklı yöntem uygulanmıştır. Birinci yöntemde PAni önceden sentezlenmiş ve elde edilen yapı PAN/DMF solüsyonuna eklenerek PAN/PAni nanolifler silindirik kalem grafit yüzeyde toplanmak suretiyle üretilmiştir. İkinci yöntemde ise PAN nanolifler direkt olarak silindirik kalem grafit yüzeyde toplanmış ve daha sonra PAni polimerizasyonu nanolif yüzeyinde gerçekleştirilerek nanolif yüzeyinin PAni ile kaplanması sağlanmıştır. Üretilen nanolifler -18 oC de belirlenen sürelerde bekletilmiştir. Tek sarmal DNA molekülleri üretilen nanoliflerin yüzeyine immobilize edilerek DNA'daki guanin sinyal oksidasyonu elektrokimyasal olarak ölçülmüştür. PAN nanolifi kaplı kalem grafitle boş kalem grafitle yapılan deneylerde nanolif kaplı kalem grafitte yüzey alanındaki artıştan dolayı daha yüksek sinyal alındığı tespit edilmiştir. İletken PAni'nin PAN nanoliflerinin yapısına katılımıyla bir miktar daha sinyal artışı gözlemlenmiştir. PAni'nin PAN nanolif yüzeyinde sentezlenmesi sonucu elde edilen numunelerin kullanımında sinyal artışının daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Sinyalin şiddetindeki bu artış PAni kaplı numunelerin -18 oC derecede 4. güne kadar bekletilen numuneye kadar devam etmiş ve tekrardan sonraki günlerde bekletilen numunelerde düşüş eğilimi göstermiştir. Hazırlanan bu sistem verimli, hızlı ve ucuz bir metot olduğu için DNA biyosensör uygulamaları için gelecek vaadetmektedir. In this study, we produced pure PAN and PAN/PAni (polyacrylonitrile/polyaniline) hybrid nanofibers (NFs) via electrospinning and used these fibers to monitor guanine base oxidation in single strand DNA by electrochemical methods. For this purpose, two different methodologies were conducted. First, pre-synthesized PAni was added into electrospinning PAN solution and then electrospun into composite PAN/PAni nanofibrous structure on a cylindrical pencil graphite (PG) surfaces. In the second route, PAN nanofibers were electrospun on a PG surfaces and polymerization of PAni was conducted on the surfaces of the as-spun PAN nanofibers. Nanofibers were kept at -18 oC in a refrigerator for several days. Single strand DNA was immobilized on the prepared nanofibers and guanine base oxidation signals were observed for each system. The results revealed that use of PAN NFs enhanced signal intensity because of increasing specific surface area. Moreover, addition of PAni to PAN increased signal intensity even more because of the conductive characteristic of PAni. It was found that the highest signal enhancement was obtained when the PAN nanofiber surfaces were coated with PAni. Signal enhancement continued to increase up to 4th day and started decreased again when PAni coated NFs were kept at -18 oC in the refrigerator. Since the prepared system is fast and cheap, it is promising for application in DNA biosensor devices.

U ovom radu provedena je spektroskopska i mikroskopska karakterizacija grafen oksid/PANI kompozitnih elektroda. GO je pripremljen u laboratoriju po Hoffmanovoj metodi, a elektrode za ispitivanje pripravljene su nakapavanjem suspenzije grafenova oksida na Pt lim te sušenjem tijekom 24 sata na sobnoj temperaturi. Funkcionalizacija GO provedena je inkubacijom Pt podloge (0,25 cm^2) s nanesenim GO (50 μL) u 10 mL otapala uz anilin u koncentraciji od 0,1 mol/dm^3. Kao otapala za anilin korišteni su 1 M H2SO4, 1 M HCl, fosfatni pufer pH=5 te sustav voda/metanol u omjeru 9:1. Pripremljene elektrode ispitivane su metodom cikličke voltametrije, pretražnim elektronskim mikroskopom, termogravimetrijskom analizom, XPS metodom i FTIR metodom. Rezultati pokazuju da je najveća količina vezanog anilina na površinu GO dobivena u slučaju vezanja koje je provedeno iz sulfatno kiselog medija, odnosno akumulacijom anilina iz kiselih otopina dolazi do kemijske reakcije između GO i anilina pri čemu nastaje polianilin ili njegov oligomer. Nakon što je elektroda modificirana polarizacijom u kiselom mediju dobiveni spektri ostaju slični spektrima nakon akumulacije pa se može zaključiti da su sličnih produkti prisutni na elektrodi nakon akumulacije i nakon polarizacije. Akumulacija anilina u otopini pufera nije rezultirala promjenama u strukturi GO, a isto tako do promjene nije došlo ni tijekom naknadne polarizacije što navodi na zaključak da elektrodu nije moguće modificirati u spomenutoj otopini. Nadalje, rezultati provedbe akumulacije u metanolu ukazuju da dolazi samo do fizikalne adsorpcije anilina na površinu GO, a do oksidacije dolazi tek nakon polarizacije u kiseloj otopini. Termogravimetrijskom analizom ispitana je termalna stabilnost uzoraka te količina prisutnog kisika u uzorku GO. Najprije se uočava gubitak interkalirane vode. Relativno manji gubitak mase u temperaturnom području raspada kisikovih skupina (200-600 °C) u funkcionaliziranom uzorku dovodi do zaključka da je prilikom funkcionalizacije došlo i do redukcije samog grafenovog oksida. In this work, spectroscopic and microscopic characterization of graphen oxide (GO)/PANI composite electrodes, was carried out. GO was prepared in the laboratory by Hoffmans method and electrodes were prepared by pouring the suspension of graphene oxide on Pt sheet and then left to dry for 24 hours at room temperature. GO functionalization was carried out by incubating substrate of Pt (0.25 cm^2) with the applied GO (50 μl) in 10 ml solvent along with 0,1 mol/dm^3 aniline. 1 M H2SO4, 1 M HCl, phosphate buffer (pH=5) and the system water/methanol (9:1) were used as solvents for the aniline. Prepared electrodes were studied by cyclic voltammetry, scanning electron microscop, thermogravimetric analysis, XPS method and FTIR method. Results shows that the maximum amount of bound aniline to the surface of GO is obtained in the case of attachment from sulphate-acid medium, or in other words reaction between GO and aniline happens by accumulation of aniline from acid solutions, wherein polyaniline or his oligomer occurs. Similar products are present on the electrode after the accumulation and after polarization, what can be inferred from similar spectra. Accumulation of aniline in a buffer solution did not result in changes in the structure of GO, as well as the subsequent polarization, which suggest that the electrode cannot be modified in the buffer solution. Furthermore, as seen from the results of the accumulation in the methanol, aniline is only physicaly adsorbed on the surface of the GO, and as for the oxidation, it occurs only after the polarization in the acidic solution. The thermal stability of the samples as well as the amount of oxygen present in the sample were examined through thermogravimetric analysis. First, the loss of intercalated water is observed. The relatively lower weight loss in the temperature range of oxygen groups dissolution (200-600 °C) in a functionalised sample leads to the conclusion that the functionalization led to the reduction of the GO.

U ovom radu ispitivala su se elektrokromatska svojstva kompozita grafenovog oksida i polianilina. U tu svrhu pripremale su se dvije vrste elektroda. Kao podloga korišteno je stakalce na kojem je nanesen vodljivi sloj indij kositrevog oksida (ITO staklo). Grafenov oksid korišten u ovom radu sintetiziran je iz grafita Staudenmaier metodom. Kompozitna elektroda pripravljena je nanošenjem sloja grafenovog oksida metodom „spincoating“ na ITO stakalce nakon čega je slijedio postupak elektropolimerizacije kojim se deponirao polianilin. Pripravljene elektrode testirale su se snimanjem UV/Vis spektara kod različitih oksidacijskih stanja polianilina. Modifikacija grafenovog oksida kemijskom reakcijom anilina i kisikovih funkcionalnih skupina nije dala zadovoljavajuće rezultate zbog toga što nije došlo do funkcionalizacije kisikovih skupina. Za elektropolimerizaciju približno iste debljine sloja polianilina na ITO stakalce i elektrodu na kojoj je sloj GO/ITO prilikom cikličke voltametrije potreban je različit broj ciklusa zbog slabije vodljivosti GO u odnosu na ITO. Za uzorak PANI/ITO, iz UV/VIS spektra uočljiva je promjena apsorpcije prilikom promjene potencijala pri točno određenim valnim duljinama. Kod uzorka PANI/GO/ITO potencijal se povećava u cijelom dijelu spektra, a najveće promjene javljaju se kod 560 nm. The aimof this paper is a determination of electrochromic properties of graphene oxide /polianilinec omposite material. Two kinds of electrodes were prepared. The conductive indium tin oxide covered glass (ITO glass) was used as an electrode substrate. Graphene oxide used in this work was synthesized from the graphene through the Staudenmier method. Composite electrode was prepared by spin coating of graphene oxide on ITO substrate and with subsequent electropolymerization of aniline from its solution by cyclic voltammetry. Prepared electrodes were tested by taking UV/Vis spectra at different oxidation states of polyaniline. Graphene oxide modification by a chemical reaction of aniline and oxygen functional groups didn't produce satisfactory results. To reach the electropolymerization of the proportionaly thick layer of aniline using the ITO glass and electrode containing the layer of GO/ITO during the cyclic voltammetry requires a different number of cycles due to GO's lower conductivity compared to ITO. For the sample of PANI/ITO, an absorption change of the UV/VIS spectra is obviousduring the change of potential under the precisely determined wave lenghts. Concerning the PANI/GO/ITO sample, the potential is increasing in the whole of the spectra, especially at the 560 nm.

Istraživanja u oblasti sinteze, karakterizacije i primene nanokompozita na bazi nanočestica metala i provodnih polimera kao što je polianilin (PANI), sa jedinstvenim fizičkohemijskim svojstvima, veoma su aktuelna. Kombinovanjem karakterističnih svojstava obe komponente (nanočestica metala i PANI), mogu se sintetisati nanokompoziti poboljšanih optičkih, električnih, termičkih i drugih karakteristika u odnosu na polazne komponente, sa mogućom primenom ovih materijala kao senzora neorganskih i organskih jedinjenja, u katalizi, elektrokatalizi, mikrobiologiji i elektronici. Modifikacija i korišćenje specifičnih karakeristika nanočestica bakra (Cu) i zlata (Au), pojedinačno ili kao nanokompozita ovih čestica sa provodnim polimerom PANI, predmet su istraživanja ove doktorske disertacije. Pored toga, disertacija se bavi i ispitivanjem mogućnosti primene ovih sistema kao antimikrobnih i elektrokatalitičkih materijala. Nanočestice Cu i Au sintetisane su jednostavnim oksido–redukcionim reakcijama u vodi kao medijumu, dok su nanokompoziti ovih čestica sa PANI, sintetisani novim metodama, primenom reakcije oksidativne hemijske polimerizacije anilina koja se odvija istovremeno kada i formiranje nanočestica Cu ili Au ili se odvija u prisustvu prethodno sintetisanih nanočestica (Au) različitih veličina. Na osnovu istraživanja navedenih sistema, doktorska disertacija je tematski podeljena u četiri celine: 1. Sinteza i karakterizacija nanočestica Cu i ispitivanje njihovog uticaja na razvoj tri jednoćelijska patogena mikroorganizma: Gram – negativne bakterije Escherichia coli, Gram – pozitivne bakterije Staphylococcus aureus i gljivice Candida albicans; 2. Sinteza i karakterizacija nanokompozita PANI sa česticama Cu i ispitivanje njegove antimikrobne aktivnosti prema prethodno navedenim patogenim mikroorganizmima; 3. Sinteza i karakterizacija nanokompozita PANI sa česticama Au sintetisanim ex situ i ispitivanje uticaja ovih nanočestica na svojstva i provodljivost PANI; 4. Sinteza i karakterizacija nanokompozita PANI sa česticama Au sintetisanim in situ i ispitivanje njihove elektrokatalitičke aktivnosti prema reakciji redukcije kiseonika... Synthesis, characterization and application of nanocomposites based on metal nanoparticles and conductive polymers such as polyaniline (PANI), with unique physicochemical properties, is currently receiving tremendous attention. By combining the characteristics of these two components (metal nanoparticles and PANI), nanocomposites with improved optical, electrical, thermal and other characteristics with respect to the initial components can be created, with large variety of applications including catalysis, electrocatalysis, sensors of inorganic and organic compounds, as well as applications in microbiology and electronic devices. Modification and utilization of specific properties of copper (Cu) and gold (Au) nanoparticles, either individually or in the nanocomposites with conductive polymer PANI are the subjects of this PhD thesis. Moreover, potential applications of these systems as antimicrobial and electrocatalytic materials are investigated. Cu and Au nanoparticles were synthesized by simple oxidation–reduction reactions in water as a medium, while the nanocomposites of these particles with PANI were synthesized by novel methods, using chemical oxidative polymerization of aniline simultaneously with the formation of Cu or Au nanoparticles, or in the presence of preformed Au nanoparticles of different sizes. Topic of this work can be apart into four different units: 1. Synthesis and characterization of Cu nanoparticles and assaying of their impact on the development of three pathogen microorganisms: Gram – negative bacteria Escherichia coli, Gram – positive bacteria Staphylococcus aureus and fungus Candida albicans; 2. Synthesis and characterization of nanocomposite based on PANI and Cu nanoparticles and assaying of its antimicrobial activity against the above–mentioned pathogen microorganisms; 3. Synthesis and characterization of nanocomposites based on PANI and ex situ synthesized Au nanoparticles, as well as investigation of their influence on PANI characteristics and conductivity;...