Çözelti Yanma Sentezi ile Metal Oksit Tozlarının Üretilmesi

Abstract

Yanma sentezi kendiliğinden ilerleyen bir yüksek sıcaklık sentezi olup, seramik, intermetalik, kompozit ve fonksiyonel malzemelerin üretiminde kullanılmaktadır. Yanma sentezi türlerinden biri olan çözelti yanma sentezi, birçok nano boyutlu malzemenin üretimine olanak veren kolay, basit ve hızlı bir yöntemdir. Bu yöntemle katalizörler, yakıt pilleri ve biyoteknoloji gibi birçok ileri uygulama için malzeme sentezi yapılabilmektedir. Çözelti yanma sentezinde oksitleyici olarak metal nitratlar ile yakıt olarak üre, glisin vb. karıştırılmaktadır. Daha sonra, tepkimeyi tetiklemek için çözelti karışımının nispeten düşük bir sıcaklığa ısıtılmasıyla çok yüksek sıcaklıklarda yanma reaksiyonu gerçekleşerek metal oksit tozları üretilmektedir. Bu çalışmada çözelti yanma sentezinin mekanizması, özellikleri, reaksiyon türleri ele alınmış ve laboratuvarlarımızda gerçekleştirilen bazı çalışmalar örnek olarak verilmiştir.

Keywords

• Çözelti Yanma Sentezi,Metal Oksit,Nanopartiküller,Oksitleyici Yakıt Oranı

Metal Oxide Powder Production by Solution Combustion Synthesis

Abstract

Combustion synthesis, as self-propagating high temperature synthesis, is used for the production of ceramics, inter-metallics, composites and functional materials. Solution combustion synthesis is an easy, simple and faster method as one of the combustion synthesis methods and allows the production of many nano-sized materials. It is possible to synthesis many materials for advanced applications such as catalysts, fuel cells and biotechnology. Oxidizers such as metal nitrates and fuels such as urea, glycine etc. are mixed in solution combustion synthesis. Then metal oxide powders are synthesised by heating the solution mixture to relatively lower temperatures resulted in combustion reaction at higher temperatures. In this study, mechanisms, properties and reaction types of solution combustions synthesis are given and some studies carried out in our laboratories are discussed.

Keywords

• Solution Combustion Synthesis,Metal Oxide,Nanoparticules,Oxidizer Fuel Ratio

References

1. [1] Patil, K.C., Hegde, M.S., Rattan, T., Aruna S.T., 2008. Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials, Combustion Synthesis, Properties and Applications, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore, 345s.
2. [2] Varma, A., Mukasyan, A.S., Rogachev, A.S., Manukyan, K.V., 2016. Solution Combustion Synthesis of Nanoscale Materials, Chemical Reviews, Cilt.116, s. 14493-14586. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00279.
3. [3] Mukasyan, A.S., Dinka, P., 2007. Novel Approaches to Solution–Combustion Synthesis of Nanomaterials, International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, Cilt. 16, s. 23-35. DOI: 10.3103/S1061386207010049.
4. [4] Mukasyan, A.S., Epstein, P., Dinka, P., 2007. Solution combustion synthesis of nanomaterials, Proceedings of the Combustion Institute, Cilt. 31, s. 1789–1795. DOI: 10.1016/j.proci.2006.07.052.
5. [5] Alves, A.K., Bergmann, C.P., Berutti, F.A., 2013. Novel Synthesis and Characterization of Nanostructured Materials. ss. 1-85. Baumann, C. ed. 2013. Engineering Materials, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. DOI 10.1007/978-3-642-41275-2.
6. [6] Aruna, S.T., Mukasyan, A.S., 2008. Combustion Synthesis and Nanomaterials, Current Opinion in Solid State and Materials Science, Cilt. 12, s. 44-50. DOI: 10.1016/j.cossms.2008.12.002.
7. [7] Yilmaz, E., Sonmez, M. S., Derin, B., Cinar Sahin, F., Yucel, O., Synthesis of Mn2O3 Nanopowders with Urea and Citric Acid by Solution Combustion Route, TMS 2017 146th Annual Meeting & Exhibition Supplemental Proceedings, 39-46, 2017.
8. [8] Kaplan, S. S., Derin, B., Yucel, O., Sonmez M. S., Hexagonal tungsten trioxide produced by novel solution combustion method, ECerS2017, 15th Conference & Exhibition of the European Ceramic Society, 326-327, 2017.

9. [9] Yılmaz, E., 2017. Çözelti Yanma Senteziyle Üretilen Vanadyum Oksitlerin İnce Film Kaplanması ve Optik ve Elektrokimyasal Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 89 s, İstanbul.
10. [10]. Yilmaz, E., Sonmez, M. S., Derin, B., Yucel, O., Vanadium oxide production by solution combustion synthesis, ECerS2017, 15th Conference & Exhibition of the European Ceramic Society, 359-360, 2017.
11. [11] Deepa, M., Singh, D.P., Shivaprasad, S.M., Agnihotry, S.A., 2007. A comparison of electrochromic properties of sol–gel derived amorphous and nanocrystalline tungsten oxide films, Current Applied Physics, Cilt. 7, Sayı. 2, s. 220-229. DOI 10.1016/j.cap.2006.06.001.