Fosfor veya silisyum içeren nanoparçacık temelli yeni sıvı sintilasyon materyallerinin sentezi

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı, daha çevreci, ekonomik yeşil sentez denebilecek doğal bileşikler ve nanomateryaller sentezlenerek yeni sıvı sintilasyon materyalleri oluşturmaktır. Oluşturulan yapılardan birisi Lawson molekülünün (2-hydroxy-1,4-naphthoquinone) fosfat içeren türevi olan Lawson diphosphate (Lawson-P)'dır. Bunun için çıkış maddesi olarak kına (Lawsonia inermis) bitkisinin bileşenlerinden biri olan Lawson molekülü fosforillenerek Lawsondiphosphate (Lawson–P) sentezlenmiştir. Daha sonraki aşamada ise silikalanarak silikalı Lawson-P (LW-P-O-(Si(OH)3) oluşturulmuştur.Üzerinde çalışılan diğer sistem ise TiO2 nanoparçacıkları ve silikalı ve silanlı türevleridir. Bunun için TiO2 nanoparçacıkları sentezlenmiş, silika ile kaplanarak silikalı TiO2 nanoparçacıkları (TiO2-O-Si(OH)3) ve silanlı TiO2 nanoparçacıkları (TiO2-O-Si-(CH2)3NH2) oluşturulmuştur.Oluşan yapıların kalite kontrol işlemleri için yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) cihazı kullanılarak her bir sentez aşamasının HPLC analizi yapılmıştır. Fourier dönüşümlü kızıl ötesi spektrometresi (FT-IR) yöntemi ile kimyasal yapı analizleri, florimetrik analiz ile floresans özellikleri incelenmiştir. Yüzey özellikleri için taramalı elektron mikroskobu (SEM), dinamik ışık saçılımı methodu (DLS) ile yapılmıştır.I- 131, Tc- 99m, Sr- 90 ve I- 125 radyonüklidleri kullanılarak sentezi yapılan nanosistemlerin sıvı sintilatör olarak kullanılabilirliği incelenmiş ve ticari sıvı sintilatör materyali olarak kullanılan diisopropylnaphthalene ile karşılaştırılmıştır.Sonuçlar kına bitkisinden elde edilen Lawson molekülünün özellikle silikalı türevinin ve TiO2 nanoparçacıklarının silikalı türevlerinin geleneksel ticari sintilatörlere göre alternatif olabileceğini göstermiştir.

The aim of this thesis is to create new liquid scintillation materials by synthesizing natural compounds and nanomaterials which can be called greener synthesis. One of the compound was Lawson diphosphate (Lawson-P), a phosphate-containing derivative of the Lawson molecule (2-hydroxy-1,4-naphthoquinone). For this purpose, the Lawson molecule, one of the main molecules of the henna (Lawsonia inermis) plant, was phosphorylated and Lawsondiphosphate (Lawson - P) was formed. In the next step, Lawson-P (LW-P-O- (Si (OH) 3) was formed, which was silicified by silica. The other system studied is TiO2 nanoparticles and their silicate and silane derivatives. TiO2 nanoparticles were synthesized, coated with silica to form TiO2 nanoparticles (TiO2-O-Si (OH)3) and silanated to form silane coated TiO2 nanoparticles (TiO2-O-Si-(CH2)3NH2). HPLC analysis of each synthesis step was performed by using high performance liquid chromatography (HPLC) equipment for quality control of the resulting structures. Fourier transformed infrared spectrometry (FT-IR) method, chemical structure analysis, fluorometric spectra were investigated. The scanning electron microscope (SEM) for surface properties was performed by dynamic light scattering method (DLS). The use of nanosystems synthesized using I-131, Tc-99m, Sr-90 and I- 125 radionuclides as liquid scintillators was investigated and compared with diisopropylnaphthalene used as commercial liquid scintillator material. The results showed that the silicon derivatives of the Lawson molecule obtained from the henna plant and the silicate derivatives of the TiO2 nanoparticles could alternatively be an alternative because they did not show toxicity with respect to conventional commercial scintillators.