Kaya, Murat
Loading...
Name Variants
Kaya,Murat
Murat, Kaya
M., Kaya
Kaya M.
Kaya, Murat
K.,Murat
K., Murat
M.,Kaya
Kaya,M.
Murat Kaya
Murat, Kaya
M., Kaya
Kaya M.
Kaya, Murat
K.,Murat
K., Murat
M.,Kaya
Kaya,M.
Murat Kaya
Job Title
Profesör Doktor
Email Address
muratkaya@atilim.edu.tr
Main Affiliation
Chemical Engineering
Chemical Engineering
Chemical Engineering
Status
Website
ORCID ID
Scopus Author ID
Turkish CoHE Profile ID
Google Scholar ID
WoS Researcher ID
Sustainable Development Goals
3
GOOD HEALTH AND WELL-BEING
3
Research Products
6
CLEAN WATER AND SANITATION
9
Research Products
7
AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY
24
Research Products
9
INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE
4
Research Products
11
SUSTAINABLE CITIES AND COMMUNITIES
1
Research Products
14
LIFE BELOW WATER
3
Research Products
Scholarly Output
55
Articles
37
Citation Count
1742
Supervised Theses
16
55 results
Scholarly Output Search Results
Now showing 1 - 10 of 55
Article Citation - WoS: 15Citation - Scopus: 15Keggin Type-Polyoxometalate Decorated Ruthenium Nanoparticles: Highly Active and Selective Nanocatalyst for the Oxidation of Veratryl Alcohol as a Lignin Model Compound(Wiley-v C H verlag Gmbh, 2017) Baguc, Ismail Burak; Saglam, Serif; Ertas, Ilknur Efecan; Keles, Muhammed Nuri; Celebi, Metin; Kaya, Murat; Zahmakiran, Mehmet; Chemical EngineeringDescribed herein is a new nanocatalyst system that efficiently works in the aerobic oxidation of veratryl alcohol (VA), which is formed by cleavage of beta-O-4 linkages in lignin, to veratraldehyde (VAL) under mild reaction conditions. The new nanocatalyst system comprised of ruthenium(0) nanoparticles supported on the Keggin type polyoxometalate (POM; K-3[PMo12O40]) network (Ru/POM) can simply and reproducibly be prepared by the dimethylamine-borane ((CH3)(2)NHBH3) reduction of ruthenium(III) chloride trihydrate (RuCl3.3H(2)O) in isopropanol solution of K-3[P Mo12O40] at room temperature. The characterization of Ru/POM by the combination of various analytical techniques reveals that the formation of well-dispersed ruthenium(0) nanoparticles with a mean diameter of 4.7 +/- 1.2nm on the surface of POM network structure. This new Ru/POM nanocatalyst displays remarkable activity (TOF=7.5mol VAld/mol Ru x h) at high selectivity (> 98%) and almost complete conversion (98%) in the aerobic oxidation of VA to VAld under mild conditions.Article Citation - WoS: 19Citation - Scopus: 20Complete Dehydrogenation of Hydrazine Borane on Manganese Oxide Nanorod-Supported Ni@ir Core-Shell Nanoparticles(Amer Chemical Soc, 2020) Yurderi, Mehmet; Top, Tuba; Bulut, Ahmet; Kanberoglu, Gulsah Saydan; Kaya, Murat; Zahmakiran, Mehmet; Chemical EngineeringHydrazine borane (HB; N2H4BH3) has been considered to be one of the most promising solid chemical hydrogen storage materials owing to its high hydrogen capacity and stability under ambient conditions. Despite that, the high purity of hydrogen production from the complete dehydrogenation of HB stands as a major problem that needs to be solved for the convenient use of HB in on-demand hydrogen production systems. In this study, we describe the development of a new catalytic material comprised of bimetallic Ni@Ir core-shell nanoparticles (NPs) supported on OMS-2-type manganese oxide octahedral molecular sieve nanorods (Ni@Ir/OMS-2), which can reproducibly be prepared by following a synthesis protocol including (i) the oleylamine-mediated preparation of colloidal Ni@Ir NPs and (ii) wet impregnation of these ex situ synthesized Ni@Ir NPs onto the OMS-2 surface. The characterization of Ni@Ir/OMS-2 has been done by using various spectroscopic and visualization techniques, and their results have revealed the formation of well-dispersed Ni@Ir core-shell NPs on the surface of OMS-2. The catalytic employment of Ni@Ir/OMS-2 in the dehydrogenation of HB showed that Ni-0.22@Ir-0.78/OMS-2 exhibited high dehydrogenation selectivity (>99%) at complete conversion with a turnover frequency (TOF) value of 2590 h(-1) at 323 K, which is the highest activity value among all reported catalysts for the complete dehydrogenation of HB. Furthermore, the Ni-0.22@Ir-0.78/OMS-2 catalyst enables facile recovery and high stability against agglomeration and leaching, which make it a reusable catalyst in the complete dehydrogenation of HB. The studies reported herein also include the collection of wealthy kinetic data to determine the activation parameters for Ni-0.22@Ir-0.78/OMS-2-catalyzed dehydrogenation of HB.Article Citation - WoS: 23Citation - Scopus: 27The Pimpled Gold Nanosphere: a Superior Candidate for Plasmonic Photothermal Therapy(Dove Medical Press Ltd, 2020) Nasseri, Behzad; Turk, Mustafa; Kosemehmetoglu, Kemal; Kaya, Murat; Piskin, Erhan; Rabiee, Navid; Webster, Thomas J.; Chemical EngineeringBackground: The development of highly efficient nanoparticles to convert light to heat for anti-cancer applications is quite a challenging field of research. Methods: In this study, we synthesized unique pimpled gold nanospheres (PGNSs) for plasmonic photothermal therapy (PPTT). The light-to-heat conversion capability of PGNSs and PPTT damage at the cellular level were investigated using a tissue phantom model. The ability of PGNSs to induce robust cellular damage was studied during cytotoxicity tests on colorectal adenocarcinoma (DLD-1) and fibroblast cell lines. Further, a numerical model of plasmonic (COMSOL Multiphysics) properties was used with the PPTT experimental assays. Results: A low cytotoxic effect of thiolated polyethylene glycol (SH-PEG400-SH-) was observed which improved the biocompatibility of PGNSs to maintain 89.4% cell viability during cytometry assays (in terms of fibroblast cells for 24 hrs at a concentration of 300 mu g/mL). The heat generated from the nanoparticle-mediated phantom models resulted in Delta T=30 degrees C, Delta T=23.1 degrees C and Delta T=21 degrees C for the PGNSs, AuNRs, and AuNPs, respectively (at a 300 mu g/mL concentration and for 325 sec). For the in vitro assays of PPTT on cancer cells, the PGNS group induced a 68.78% lethality (apoptosis) on DLD-1 cells. Fluorescence microscopy results showed the destruction of cell membranes and nuclei for the PPTT group. Experiments further revealed a penetration depth of sufficient PPTT damage in a physical tumor model after hematoxylin and eosin (H&E) staining through pathological studies (at depths of 2, 3 and 4 cm). Severe structural damages were observed in the tissue model through an 808-nm laser exposed to the PGNSs. Conclusion: Collectively, such results show much promise for the use of the present PGNSs and photothermal therapy for numerous anti-cancer applications.Master Thesis Amin Borandan Hidrojen Üretilmesi için Üzerine Bimetalik Gümüş-bakır Nanoparçacıkları Eklenmiş Silika Kaplı Kobalt Ferrit Manyetik Nanoparçacıkların Hazırlanması(2016) Mohammed, Salma S. Abdalla; Kaya, Murat; Chemical EngineeringHidrojen en önemli temiz enerji kaynaklarından biri olarak bilinmektedir ve mobil uygulamalar için hidrojen taşıyıcı sistemler ve bu sistemlerden hidrojen eldesini sağlayacak metodların geliştirilmesi çok önemlidir. Literatürde olarak metal hidrürler, kimyasal hidrürler, organic moleküller, metal organic kafes yapıları ve karbon nanotüpler gibi hidrojen depolama malzemeleri ile ilgili bir çok yayın bulunmaktadır.Bunlar arasında kimyasal hidrürler yüksek hidrojen depolama kapasiteleri sebebi ile büyük ilgi görmektedir. Kararlılığı ve toksik olmaması yanında kütlece 19.6 % oranında hidrojene sahip olması sebebi ile amin boran önemli bir bidrojen depolama malzemesi olarak bilinmektedir. Uygun katalizör kullanımı ile normal şartlarda 1 mol amin borandan 3 mol hidrojen eldesi mümkündür. Amin borandan hidrojen eldesinde kinetic parametrelerin iyileştirilmesi için yüksek etkiye sahip katalizörlerin heliştirilmesi, hidrojen enerjisinin mobil uygulamaları için çok önemlidir. Bunun yanında katalizörün reaksiyon ortamından ayrılması ve tekrar kullanımı, üstesinden gelinmesi gereken diğer önemli konulardır. Bu çalışmada, amin borandan hidrolitik olarak hidrojen eldesin için katalizör olarak manyetik olarak ayrılabilen CoFe2O4@SiO2 destek malzemesine ıslak emdirme yöntemi ile ekelenmiş gümüş-bakır nanoparçacıklarının hazırlanması için kolay bir yöntem rapor edilmiştir. Hazırlanan katalizör oda sıcaklığında amin borandan hidrojen eldesi reaksiyonunda mükemmel katalitik aktivite göstermiştir. İlk çevrim frekansı 146 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Buna ek olarak, CoFe2O4@SiO2 destek malzemesi üzerine eklenmiş AgCu nanoparçacıklar, kaydadeğer kararlılık ve tekrar kullanılabilme kabiliyeti göstermiştir ve amin borandan hidrojen eldesinde 10. kullanımda bile tam çevrimde hemen hemen ilk aktivitesini korumuştur.Article Citation - WoS: 34Citation - Scopus: 37Hydroxyapatite-Nanosphere Supported Ruthenium(0) Nanoparticle Catalyst for Hydrogen Generation From Ammonia-Borane Solution: Kinetic Studies for Nanoparticle Formation and Hydrogen Evolution(Royal Soc Chemistry, 2014) Durak, Halil; Gulcan, Mehmet; Zahmakiran, Mehmet; Ozkar, Saim; Kaya, Murat; Chemical EngineeringThe development of readily prepared effective heterogeneous catalysts for hydrogen generation from ammonia-borane (AB; NH3BH3) solution under mild conditions still remains a challenge in the field of "hydrogen economy". In this study, we report our finding of an in situ generated, highly active ruthenium nanocatalyst for the dehydrogenation of ammonia-borane in water at room temperature. The new catalyst system consists of ruthenium(0) nanoparticles supported on nanohydroxyapatite (RuNPs@nano-HAp), and can be reproducibly prepared under in situ conditions from the ammonia-borane reduction of Ru3+ ions exchanged into nanohydroxyapatite (Ru3+@nano-HAp) during the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane at 25 +/- 0.1 degrees C. Nanohydroxyapatite-supported ruthenium(0) nanoparticles were characterized by a combination of advanced analytical techniques. The sum of their results shows the formation of well-dispersed ruthenium(0) nanoparticles with a mean diameter of 2.6 +/- 0.6 nm on the surface of the nanospheres of hydroxyapatite by keeping the host matrix intact. The resulting RuNPs@nano-HAp are highly active catalyst in the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane with an initial TOF value of 205 min(-1) by generating 3.0 equiv. of H-2 per mole of ammonia-borane at 25 +/- 0.1 degrees C. Moreover, they are sufficiently stable to be isolated and bottled as solid materials, which can be reused as active catalyst under the identical conditions of first run. The work reported here also includes the following results: (i) monitoring the formation kinetics of the in situ generated RuNPs@nano-HAp by hydrogen generation from the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane as the reporter reaction. The sigmoidal kinetics of catalyst formation and concomitant dehydrogenation fits well to the two-step, slow nucleation, followed by autocatalytic surface growth mechanism, P -> Q (rate constant k(1)) and P + Q -> 2Q (rate constant k(2)), in which P is Ru3+@nano-HAp and Q is the growing, catalytically active RuNPs@nano-HAp; (ii) the compilation of kinetic data for the RuNPs@nano-HAp catalyzed hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane depending on the temperature and catalyst concentration to determine the dependency of reaction rate on catalyst concentration and activation parameters (E-a, Delta H-#, and Delta S-#) of the reaction.Article Citation - WoS: 7Citation - Scopus: 8Chromium Based Metal-Organic Framework Mil-101 Decorated Palladium Nanoparticles for the Methanolysis of Ammonia-Borane(Royal Soc Chemistry, 2020) Caner, Nurdan; Yurderi, Mehmet; Bulut, Ahmet; Kanberoglu, Gulsah Saydan; Kaya, Murat; Zahmakiran, Mehmet; Chemical EngineeringPalladium nanoparticles stabilized by an MIL-101 metal-organic framework (Pd@MIL-101) are synthesized by a novel synthesis approach. A Pd@MIL-101 catalyst facilitates H(2)generation from the methanolysis of ammonia-borane with record catalytic activity (TOF = 1080 min(-1)) at room temperature. Moreover, the exceptional stability of Pd@MIL-101 makes it a reusable heterogeneous catalyst in this catalytic transformation.Master Thesis Manyetik-pedot-tio2 Nanokompozit Malzemenin Hazırlanması ve Fotokatalitik Uygulaması(2016) Erabe, Naden Mohammed Alı; Kaya, Murat; Chemical EngineeringGeleneksel atık su arıtma yöntemlerinin kirletici maddeleri etkili bir şekilde uzaklaştırılmasında yetersiz kalması nedeniyle yeni, etkili ve düşük maliyetli tekniklerin araştırılmasına neden olmuştur. Sıkı çevresel düzenlemelere katkı sağlamak için, bu organik maddelerin oksidasyonu önemlidir. Radikaller, sık sık kullanılan diğer yükseltgenlerle kıyaslandığında mükemmel bir oksitleme gücüne sahiptirler ve tam olarak bozulmayı sağlarlar. Geliştirilmiş oksidasyon prosesleri (AOPs) adı verilen yöntemler, homojen ve heterojen fotokatalitik yöntemleri kapsar. Bu yöntemlerde, yarıiletkenin aktivasyonu elektron ve deliklerin oluşmasına neden olur. Bu deliğin su ile tepkimesi hidroksil radikalini oluştururken, kirleticileri ortadan kaldırmak için bir seri indirgenme-yükseltgenme tepkimelerinin meydana gelmesini sağlar. Bu günlerde, özellikle TiO2'in yarı iletken fotokatalizör olarak kullanımı, havada ve su atık endüstrisinde elverişli olarak kullanılabilmesi nedeniyle önemlidir. Düşük maliyetli, çevre dostu, sürdürülebilir işleme metotlarının elde edilebilmesini sağlar. Ancak, küçük boyutta fotokatalizör parçacıklarının, büyük hacimlerdeki sudan uzaklaştırılması için daha fazla çaba gereklidir. Bu da, kullanımında büyük bir dezavantaja neden olmaktadır. Bu tezde, yüksek fotokatalitik aktivitesi ve iyi-ayırma özelliği olan malzeme elde edebilmek için, manyetik, geri dönüştürülebilir, yeni bir SiO2-CoFe2O4/PEDOT/TiO2 nanokompozit malzemenin fotokatalizör olarak kullanılabilmesi için hazırlanışı ile ilgili basit bir prosedür önermekteyiz. Nanokompozit katalizörün karakterizasyonu taramalı elektron mikroskopu (SEM), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HR-TEM), SEM ile birleştirilen enerji dağılım X-Ray ve Raman spektroskopisi teknikleri ile yapılmıştır. SiO2-CoFe2O4/PEDOT/TiO2 nanokompozit malzemenin fotokatalitik aktivitesi metilen mavisinin UV ışığı altında boya giderimi ile araştırılmıştır. Ayrıca, TiO2 ve PEDOT'un fotokatalitik aktivitesi, son yapı ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, PEDOT polimerin varlığı ve TiO2 ile PEDOT arasındaki sinerjik ilişki, fotokatalitik tepkimede önemli bir rol oynar. Yüksek fotokatalitik aktivitesinin yanında, SiO2-CoFe2O4/PEDOT/TiO2 nanokompozit malzemenin, manyetik olarak ayrılma avantajı vardır. PEDOT içermesi, fotokatalitik aktivitesini arttırmasının yanı sıra, manyetik nanoparçacıklarının eklenmesi, son yapının manyetik özelliğinin de olmasına olanak sağlar.Doctoral Thesis Yakın Kızılötesi Bölgede Yüksek Işık-ısı Çevrimine Sahip Özgün Nanoyapıların Hazırlanması ve Fototermal Etkinliklerinin Araştırılması(2023) Güner, Zuhal Selvi Vanlı; Kaya, Murat; Chemical EngineeringNano boyutlu malzemelerin geniş yüzey alanı-hacim oranı, geçmişten bugüne kadar keşfedilen beklenmedik mekanik, elektriksel ve optik özellikler sayesinde yeni ve heyecan verici araştırma alanlarının ortaya çıkmasını sağlamıştır. Bu özellikler sayesinde nano-yapılar moleküler görüntüleme, erken hastalık teşhisi, doku mühendisliği, atık su arıtma, gıda paketleme, UV koruması, endüstriyel katalizörler, elektronik, piller ve kuantum bilgisayarlar alanlarında geniş bir uygulama alanı sunmaktadır. Hem altın nanoparçacıkların hem de manyetik nanoparçacıkların, ışık ısı çevrimi son zamanlarda deneysel ve teorik olarak incelenmektedir. Ancak daha önce de belirtildiği gibi bu dönüşüm özelliği her nanomalzemenin yapısına ve bileşimine bağlı olarak farklılık göstermektedir. Farklı nanoparçacık yapılarının dekore ve organize edilmesi ile nanoparçacıkların plazmonik özellikleri geliştirilerek ışıktan ısıya yüksek dönüşüm elde edilmesi mümkün gözükmektedir. Bu bilgiler ışığında, benzerlerinden farklı optik özellikleri nedeniyle yüksek ışık-ısı dönüşümüne sahip nanoyapıların hazırlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla içi boş altın nanoparçacıklar ve silika kaplı manyetik demir oksit nanoparçacıklar üzerinde çalışılmıştır. Bu amaçla, içi boş altın nanoparçacıklar ve silika kaplı manyetik demir vi oksit nanoparçacıklar hazırlanmış ve daha sonra küçük boyutlu altın nanoparçacıklar ve gümüş-altın bimetalik nanoparçacıklar ile bezenmiştir. Bu çalışmada dört farklı nanoyapı hazırlanmış ve bunların ışığı ısıya dönüştürme kapasitesi araştırılmıştır. Bu yapılardan ilk ikisi, 24 nm boyutunda ve 5-10 nm kalınlığında kabuğa sahip içi boş altın nanoparçacıklar (HAuNPs) üzerine 1-3 nm boyutunda altın (AuNPs) ve gümüş-altın bimetalik nanoparçacıkların (AgAuNPs) eklenmesiyle hazırlanmıştır. (HAuNPs-AuNPs, HAuNPs-AgAuNPs). Üçüncü ve dördüncü parçacık yapıları, sırasıyla silika kabuk ile kaplanmış manyetik demir oksit nanoparçacıkların üzerine 1-3 nm boyutunda hem altın nanoparçacıklar ve altın-gümüş bimetalik nanoparçaçıklar eklenerek hazırlanmıştır(Fe3O4-SiO2-AuNPs, Fe3O4-SiO2-AgAuNPs). Hazırlanan yapıların karakterizasyonu, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HR-TEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), ultraviyole ve görünür spektroskopi (UV-Vis) ve titreşimli numune manyetometresi (VSM), ve hazırlanan yapıların fototermal etkileri, çözelti içinde, 808 nm dalga boyunda ışık kaynağı kullanılarak araştırılmıştır.Article Citation - WoS: 11Citation - Scopus: 12Ag Nanostructures on a Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) Film Prepared With Electrochemical Route: a Controllable Roughened Sers Substrate With High Repeatability and Stability(Pergamon-elsevier Science Ltd, 2012) Dogan, Uzeyir; Kaya, Murat; Cihaner, Atilla; Volkan, Murvet; Chemical EngineeringA simple, reliable and reproducible one-step electrochemical method for the preparation of surface-enhanced Raman-active polymer-mediated silver nanoparticles (Ag NPs) on planar indium tin oxide (ITO) coated glass substrates was reported. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) film was used as a support material for dispersing nanostructured silver nanostructures on the surface homogeneously, since 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) monomer polymerizes regioregularly. The optical properties and morphologies of the silver substrates have been investigated by ultraviolet-visible (UV-vis) spectroscopy and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The UV-vis and FE-SEM results revealed that the Ag nanostructures separately appeared on the PEDOT coated ITO after reduction. The effect of the thickness of PEDOT polymer film, reduction potential of silver, the concentration of silver ion solution and the amount of silver particle on the polymer film on the SERS response were studied as well as repeatability and temporal stability of prepared substrates. Brilliant cresyl blue (BCB) has been used as Raman probes to evaluate the properties of the new SERS substrates. Signals collected over multiple spots within the same substrate resulted in a relative standard deviation (RSD) of 9.34%, while an RSD of 11.05% was measured in signals collected from different substrates. The SERS-active substrates were robust and stable which lost only 5.71% of initial intensity after 1 month. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.Article Citation - WoS: 99Citation - Scopus: 103Copper(0) Nanoparticles Supported on Silica-Coated Cobalt Ferrite Magnetic Particles: Cost Effective Catalyst in the Hydrolysis of Ammonia-Borane With an Exceptional Reusability Performance(Amer Chemical Soc, 2012) Kaya, Murat; Zahmakiran, Mehmet; Ozkar, Saim; Volkan, Murvet; Chemical EngineeringHerein we report the development of a new and cost-effective nanocomposite catalyst for the hydrolysis of ammonia-borane (NH3BH3), which is considered to be one of the most promising solid hydrogen carriers because of its high gravimetric hydrogen storage capacity (19.6% wt) and low molecular weight. The new catalyst system consisting of copper nanoparticles supported on magnetic SiO2/CoFe2O4 particles was reproducibly prepared by wet-impregnation of Cu(II) ions on SiO2/CoFe2O4 followed by in situ reduction of the Cu(II) ions on the surface of magnetic support during the hydrolysis of NH3BH3 and characterized by ICP-MS, XRD, XPS, TEM, HR-TEM and N-2 adsorption-desorption technique. Copper nanoparticles supported on silica coated cobalt(II) ferrite SiO2/CoFe2O4 (CuNPs@SCF) act as highly active catalyst in the hydrolysis of ammonia-borane, providing an initial turnover frequency of TOF = 2400 h(-1) at room temperature, which is not only higher than all the non-noble metal catalysts but also higher than the majority of the noble metal based homogeneous and heterogeneous catalysts employed in the same reaction.. More importantly, they were easily recovered by using a permanent magnet in the reactor wall and reused for up, to 10 recycles without losing their inherent catalytic activity significantly, which demonstrates the exceptional reusability of the CuNPs@SCF catalyst.
