Alev Püskürtme Pirolizi ile Üretilen Nano Büyüklükte Stronsiyum Dopantlı Lantan Manganitin Hesaplamalı ve Deneysel İncelemesi

Abstract

Bu tez çalışmasında nanopartikül üretim yöntemi olan Alev Sprey Piroliz (ASP) yöntemi ANSYS Fluent v.19 ve MATLAB yazılımları kullanılarak modellenmiş olup, model sonuçları stronsiyum katkılı lantan manganitlerin ve bunları oluşturan bileşenlerin deneysel üretimi ile doğrulanmıştır. Stronsium katkılanma oranları mol bazında %5, %10, %15 ve %20 olarak incelenmiştir. X Işını Difraktometresi (XRD), N2 adsorpsiyon-desorpsiyon (BET), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve termal gravimetrik analiz (TGA) karakterizasyon teknikleri ile sentezlenen nanoparçacıkların özellikleri incelenmiştir. Bu yöntemler üretilen nanopartikülün kristal fazını, primer parçacık boyutunu, gözenek boyutlarını, gözenek boyut dağılımını ve yüzey alanlarını saptamak için kullanılmıştır. Tüm LSMO üretimlerinde perovkit yapısı oluşmuştur. Deneysel sistemde metal tuzlarının alev içerisindeki alıkonma süreleri yeterli olduğunda, primer nanopartikül boyutu tahminleri %90 doğruluk ile hesaplanmıştır. Yüzey alanı (>100 m2/g), gözenek boyutu (<2.5 nm), ısıl davranım, primer partikül boyutları (<9 nm) ve morfolojilerinde ise benzer özellikler gözlemlenmiştir.

In this thesis, the modelling of Flame Spray Pyrolysis (FSP), which is a nanoparticle production method, was made using ANSYS Fluent v.19 and MATLAB, and the model results were supported by experimental production of strontium doped lanthanum manganites (LSMO) and its constituents. Amounts of the strontium doping were 5%, 10%, 15% and 20% on mole basis. Several characterization techniques were used to determine properties of experimentally synthesized nanoparticles such as XRay Diffraction (XRD), thermal gravimetric analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM), N2 adsorption-desorption analysis (BET). These methods were used for recognizing synthesized nanoparticle's crystal phase, primary particle size, pore size, pore size distribution and surface area. All of the LSMO products were in perovskite structure. Predicted primary particle sizes were calculated with 90% accuracy when the residence time of metal salts in the flame was sufficient in the experimental system. Similar properties were observed with strontium doped lanthanum manganites products such as surface area (>100 m2/g), pore size (<2.5 nm), thermal behaviour, primary particle sizes (<9 nm) and morphology.