Yıl 2019, Cilt 7 , Sayı 2, Sayfalar 324 - 331 2019-05-25

Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu
Synthesis and Characterization of ZnO Nanoparticles under Different Spray Dryer Processing Parameters and Solution Concentrations

Şeyma Duman [1] , Burak Özkal [2]


Bu çalışmada ZnO nanopartiküllerinin morfoloji ve partikül boyutu üzerine farklı püskürtmeli kurutucu proses parametrelerinin ve konsantrasyonun etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında çinko asetat çözeltilerinden hareketle ZnO nanopartiküller sentezlenmiş, yapısal ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. ZnO nanopartiküllerin sentezlenmesinde püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ardışık olarak uygulanmıştır. X-ışını kırınım analizi, tek fazlı ZnO altıgen yapısını göstermiştir. Konsantrasyonun artırılması sayesinde sentezlenen tozların yüzey alanı değerleri azalırken gerçek yoğunluk değerlerinin arttığı belirlenmiştir. Ayrıca püskürtmeli kurutucu proses parametrelerinin değiştirilmesi ile partikül boyut ve yoğunluk değerleri değişmiştir. SEM görüntülerine göre; püskürtülerek kurutulmuş tozların küresel morfolojilerinin termal bozunma prosesi ile çubuk/çubuksu morfoloji sergilediği gözlenmiştir. ZnO nanopartiküllerin yapısal ve morfolojik özelliklerinin, püskürtmeli kurutucu proses parametrelerinin ve konsantrasyonun değiştirilmesiyle farklılıklar gösterdiği tespit edilmiştir.

In this study, it has been aimed to investigate the effect of different concentrations and spray dryer process parameters on morphology and particle size of ZnO nanoparticles. In the scope of the study ZnO nanoparticles were synthesized from zinc acetate solutions and the structural and morphological characterizations were carried out. Successive spray drying and thermal decomposition processes were performed in order to synthesize of ZnO nanoparticles. The X-ray diffraction analysis revealed single-phase ZnO hexagonal structure. It has been determined that the densities increased while the specific surface area values decreased with increasing of concentration. By the changing of spray dryer process parameters, particle size and density have altered. According to SEM micrographs, it has been observed thatspherical morphologies ofspray dried powders exhibit rod/rodlike morphology with the thermal decomposition process. In the evaluation of results, it has been ascertained that the structural and morphological properties of ZnO nanoparticles varied by concentration and by changing the spray dryer process parameters.

  • Referans1 S. J. Pearton, D. P. Norton, K. Ip, Y. W. Heo, T. Steiner, “Recent advances in processing of ZnO”, J Vac Sci Technol B Microelectron Nanometer Struct Process Meas Phenom. vol. 22, pp. 932-948, 2004.
  • Referans2 A. Arslan, E. Hur, S. Ilican, Y. Caglar, M. Caglar, “Controlled growth of c-axis oriented ZnO nanorod array films by electrodeposition method and characterization”, Spectrochim. Acta A, Mol. Biomol. Spectrosc., vol. 128, pp. 716-723, 2014.
  • Referans3 Y. Caglar, K. Gorgun, S. Aksoy, “Effect of deposition parameters on the structural properties of ZnO nanopowders prepared by microwave-assisted hydrothermal synthesis”, Spectrochim. Acta A, Mol. Biomol. Spectrosc., vol. 138, pp. 617–622, 2015.
  • Referans4 P. Rai, H. M. Song, Y. S. Kim, M. K. Song, P. R. Oh, J. M. Yoon, Y. T. Yu, “Microwave assisted hydrothermal synthesis of single crystalline ZnO nanorods for gas sensor application”, Mater. Lett., vol. 68, pp. 90-93, 2012.
  • Referans5 M. M. Ba-Abbad, A. A. H. Kadhum, A. B. Mohamad, M. S. Takriff, K. Sopian, “Visible light photocatalytic activity of Fe3+-doped ZnO nanoparticle prepared via sol-gel technique”, Chemosphere, vol. 91, pp. 1604–1611, 2013.
  • Referans6 K. B. Dermenci, B. Genc, B. Ebin, T. Olmez-Hanci, S. Gürmen, “Photocatalytic studies of Ag/ZnO nanocomposite particles produced via ultrasonic spray pyrolysis method”, J. Alloys. Compd., vol. 586, pp. 267–273, 2014.
  • Referans7 Z. Wang, B. Huang, X. Qin, X. Zhang, P. Wang, J. Wei, J. Zhan, X. Jing, H. Liu, Z. Xu, H. Cheng, X. Wang, Z. Zheng, “Growth of high transmittance vertical aligned ZnO nanorod arrays with polyvinyl alcohol by hydrothermal method”, Mater. Lett., vol. 63, pp. 130-132, 2009.
  • Referans8 S. Music, A. Saric, S. Popovic, “Formation of nanosize ZnO particles by thermal decomposition of zinc acetylacetonate monohydrate”, Ceram. Inter., vol. 36, pp 1117–1123, 2010.
  • Referans9 S. Liang, L. Zhu, G. Gai, Y. Yao, J. Huang, X. Ji, X. Zhou, D. Zhang, P. Zhang, “Synthesis of morphology-controlled ZnO microstructures via a microwave-assisted hydrothermal method and their gas-sensing property”, Ultrason. Sonochem., vol. 21, pp. 1335-1342, 2014.
  • Referans10 Duman Şeyma, “Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu” Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2016.
  • Referans11 J. H. Lim, H. Bang, K. S. Lee, K. Amine, Y. K. Sun, “Electrochemical characterization of Li2MnO3–Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2–LiNiO2 cathode synthesized via co-precipitation for lithium secondary batteries”, J. Power Sources, vol. 189, pp. 571–575, 2009.
  • Referans12 D. J. Kim ve J. Y. Jung, “Granule performance of zirconia/alumina composite powders spray-dried using polyvinyl pyrrolidone binder”, J. Eur. Ceram. Soc., vol. 27, pp. 3177–3182, 2007.
  • Referans13 D. Walton ve C. Mumford, “The morphology of spray-dried particles – the effect of process variables upon the morphology of spray-dried particles”, Trans. Inst. Chem. Eng. Part A, vol. 77, pp. 442–460, 1999.
  • Referans14 Ş. Duman ve B. Özkal, “Effect of dopant and binder on the formation of ZnO powders during thermal decomposition of spray dried zinc acetate based granules”, J. Optoelectron. Adv. Mater., vol. 18, no. 7-8, pp. 705 – 711, 2016.
  • Referans15 K. Masters, Spray Drying Handbook, 5th ed., Longman Scientific & Technical, England, 1991.
  • Referans16 A. S. Mujumdar Principles, Classification, and Selection of Dryers, in Handbook of Industrial Drying, Ed. Mujumdar A. S., Taylor & Francis, Hemisphere, 2006.
  • Referans17 J. C. Lin ve J. W. Gentry, “Spray drying drop morphology: experimental study”, Aerosol Sci. Technol., vol. 37, pp. 15–32, 2003.
  • Referans18 Özdemir Ercan, “Püskürtmeli kurutucuda disodyum oktaborat tetrahidrat üretimi ve modelleme çalışmaları” Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2009.
  • Referans19 L. Gallo, J. M. Llabot, D. Allemandi, V. Bucala, J. Pina, “Influence of spray-drying operating conditions on Rhamnus purshiana (Cáscara sagrada) extract powder physical properties”, Powder Technology, vol. 208, pp. 205–214, 2011.
  • Referans20 C. C. Lin ve Y. Y. Li, “Synthesis of ZnO nanowires by thermal decomposition of zinc acetate dihydrate”, Mater. Chem. Phys., vol. 113, no 1, pp. 334–337, 2009.
  • Referans21 J. Chen, R. Zhao, H. Jiang, Y. Li, G.Bao, “Thermal decomposition of zinc carbonate hydroxide hydrate powders of different particle size and sample mass”, TransactionsNonferrous Metals Society of China, vol. 8, pp. 149-153, 1998.
  • Referans22 J. Wojnarowicz, R. Mukhovskyi, E. Pietrzykowska, S. Kusnieruk, J. Mizeracki, W. Lojkowski, “Microwave solvothermal synthesis and characterization of manganese-doped ZnO nanoparticles”, Beilstein J. Nanotechnol., vol. 7, pp. 721–732, 2016.
  • Referans23 X. R. Qu ve D. C. Jia, “Synthesis of octahedral ZnO mesoscale superstructures via thermal decomposing octahedral zinc hydroxide precursors”, J. Cryst. Growth., vol. 311, pp. 1223–1228, 2009.
  • Referans24 V. Manthina ve A. G. Agrios, “Single-pot ZnO nanostructure synthesis by chemical bath deposition and their applications”, Nano-Structures & Nano-Objects, vol. 7, pp. 1-11, 2016.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Yayımlanma Tarihi Ocak
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Yazar: Şeyma Duman (Sorumlu Yazar)
Kurum: Bursa Teknik Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Bursa
Ülke: Turkey


Yazar: Burak Özkal
Kurum: Istanbul Teknik Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, İstanbul.
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 25 Mayıs 2019

Bibtex @araştırma makalesi { apjes419388, journal = {Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi}, issn = {}, eissn = {2147-4575}, address = {}, publisher = {Akademik Platform}, year = {2019}, volume = {7}, pages = {324 - 331}, doi = {10.21541/apjes.419388}, title = {Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu}, key = {cite}, author = {Duman, Şeyma and Özkal, Burak} }
APA Duman, Ş , Özkal, B . (2019). Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu. Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi , 7 (2) , 324-331 . DOI: 10.21541/apjes.419388
MLA Duman, Ş , Özkal, B . "Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 7 (2019 ): 324-331 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/apjes/issue/40960/419388>
Chicago Duman, Ş , Özkal, B . "Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 7 (2019 ): 324-331
RIS TY - JOUR T1 - Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu AU - Şeyma Duman , Burak Özkal Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.21541/apjes.419388 DO - 10.21541/apjes.419388 T2 - Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 324 EP - 331 VL - 7 IS - 2 SN - -2147-4575 M3 - doi: 10.21541/apjes.419388 UR - https://doi.org/10.21541/apjes.419388 Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu %A Şeyma Duman , Burak Özkal %T Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu %D 2019 %J Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi %P -2147-4575 %V 7 %N 2 %R doi: 10.21541/apjes.419388 %U 10.21541/apjes.419388
ISNAD Duman, Şeyma , Özkal, Burak . "Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 7 / 2 (Mayıs 2019): 324-331 . https://doi.org/10.21541/apjes.419388
AMA Duman Ş , Özkal B . Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu. APJES. 2019; 7(2): 324-331.
Vancouver Duman Ş , Özkal B . Farklı Püskürtmeli Kurutucu Proses Parametreleri ve Çözelti Konsantrasyonunda ZnO Nanopartiküllerin Sentezlenmesi ve Karakterizasyonu. Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi. 2019; 7(2): 331-324.