Development of Sulfonated Reduced Graphene Oxide Supported Metal Nanoclusters for the Reduction of Thioflavine-T Dye in Aqueous Media

Abstract

Bu yüksek lisans çalışmasında, öncelikli olarak kaynakçaya uygun olarak, grafen oksit (GO) ve onun fonksiyonel bir türevi olan sülfonlanmış indirgenmiş grafen oksit (rGO-SO3H) sentezlenmiştir. Daha sonra rGO-SO3H destekli Cu, Ag ve Au nanokümeleri tepkime içi hazırlanarak sulu ortamda, NaBH4 varlığında tiyoflavin-T organik boyar maddesinin katalitik indirgenmesindeki performansları incelenmiştir. Son olarak, hazırlanan indirgenmiş grafen oksit (rGO), sülfonlanmış indirgenmiş grafen oksit (rGO-SO3H) ve sülfonlanmış indirgenmiş grafen oksit destekli metal nanokümeleri, ICP-OES (İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi), XRD (X-Işınları Kırınımı), XPS (X-Işınları Fotoelektron Spektroskopisi), TEM (Geçirimli Elektron Mikroskopu), TEM/EDX (Geçirimli Elektron Mikroskopu/Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi), HRTEM (Yüksek Çözünürlüklü Geçirimli Elektron Spektoskopisi), FT-IR (Fourier Dönüşümlü-İnfrared Spektroskopisi), NMR (Nükleer Mağnetik Rezonans) ve UV-vis (Ultraviyole ve Görünür Bölge Spektroskopisi) gibi ileri analitik ve spektroskopik yöntemler kullanılarak tanımlanmıştır. Tiyoflavin-T'nin katalitik indirgenme tepkimesi oda koşullarında UV-vis 3600 spektrofotometre kullanılarak izlenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin tiyoflavin-T'nin katalitik indirgenme tepkimesindeki tekrar kullanılabilirlik performansları da incelendikten sonra farklı sıcaklıklarda katalitik tepkimeler gerçekleştirilerek en etkin nanokatalizör için aktivasyon parametreleri (Ea: Aktivasyon Enerjisi; ΔH*: Aktivasyon Entalpisi; ΔS*: Aktivasyon Entropisi) hesaplanmıştır. Anahtar kelimeler: Bakır; Boya uzaklaştırma; Nanoküme; Sülfonlanmış İndirgenmiş Grafen Oksit; Tiyoflavin-TIn this master's study, graphene oxide (GO) and its functionalized derivative, sulfonated reduced graphene oxide (rGO-SO3H), were synthesized in accordance with the literature. Subsequently, rGO-SO3H supported Cu, Ag and Au nanoclusters were prepared in-situ and their performances in catalytic reduction of thioflavin-T organic dyes in the presence of NaBH4 were investigated in aqueous medium. Finally, prepared reduced graphene oxide (rGO), sulfonated reduced graphene oxide (rGO-SO3H) and sulfonated reduced graphene oxide supported metal nanoclusters were characterized by using ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer), XRD (X-Rays Diffraction), XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy), TEM (Transmission Electron Microscope), TEM / EDX (Transmission Electron Microscope / Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy), HRTEM (High Resolution Transmission Electron Spectroscopy), ATR-IR (Attenuated Total Reflactance-Infrared Spectroscopy), NMR (Nuclear Magnetic Resonance) and UV-vis (Ultraviolet and Visible Spectroscopy). The catalytic reduction reaction of thioflavin-T was monitored at room conditions using a UV-vis 3600 spectrophotometer. After studying the reusability performances of the prepared catalysts in the catalytic reduction of thioflavin-T, catalytic reactions were carried out at different temperatures and the activation parameters for the most effective nanocatalyst (Ea: Activation Energy; ΔH*: Activation Enthalpy; ΔS*: Activation Entropy) were calculated. Keywords: Copper; Dye removal; Nanocluster; Sulfonated reduced graphene oxide; Thioflavine-T