Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Authors : Duygu Kuru
Pages : 111-119
Doi:10.30728/boron.1483030
View : 164 | Download : 154
Publication Date : 2024-09-30
Article Type : Research Paper
Abstract :Enerji, sensör ve çeşitli biyomedikal uygulamalar için bor nanotabakaları gelecek vaat eden bir malzemedir. Bor nanotabakalarının metal yüzeyler üzerine biriktirilerek hazırlanması ölçeklenebilir üretimi kısıtlayarak ticarileştirilmesine yönelik potansiyeli azaltmaktadır. Bu nedenle, yüksek verimli ve birkaç katmandan oluşan borun ölçeklenebilir bir şekilde üretilebilmesi için pratik bir prosesin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmanın amacı, ölçeklenebilir özgün bir elektrokimyasal eksfoliasyon yöntemi kullanarak amorf bordan bor nanotabakalarının sentezlenmesidir. Bu yöntemde amorf bor, sodyum sülfat (Na2SO4) ve gliserin karışımı kullanılarak iki elektrotlu bir düzenekte anodik olarak eksfoliye edilmiştir. Eksfoliasyon, viskoziteyi arttırmak için gliserinin eklendiği (1:1 hacim oranı) 0,5 M Na2SO4 içerisinde +20, +30 ve +40 V’de gerçekleştirilmiştir. Bor nanotabakalarının yapısal karakterizasyonu taramalı elektron mikroskopisi (SEM), yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskopisi (HRTEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS), mikro-Raman, X-ışınları difraktometresi (XRD) ve atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) yöntemleri ile incelenmiştir. 20 V’de eksfoliye olan bor nanotabakalarının katmanlarının ortalama kalınlığı 15,1 nm iken, 30 ve 40 V’de eksfoliasyon sonucu olarak sırasıyla 15,3 ve 14,5 nm ortalama kalınlık değerleri elde edilmiştir. 20 V’de eksfoliye olan bor nanotabakalarının katmanlarının yanal boyutu 319 nm olup bu boyut, 30 V (252 nm) ve 40 V’de (275 nm) eksfoliye olanlardan daha büyüktür. HRTEM görüntüleri birkaç bor nanotabakasının oluştuğunu göstermektedir. Farklı voltaj değerleri karşılaştırıldığında en etkili eksfoliasyonun 20 V değerinde gerçekleştiğini ve bu değerdeki bor nanotabakalarının nispeten daha düşük kalınlığa sahip olduğunu söylemek mümkündür.
Keywords : 2 boyutlu malzemeler, Amorf bor, Bor nanotabakaları, Elektrokimyasal eksfoliyasyon

ORIGINAL ARTICLE URL