Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Μ. Σκούλλος Καθηγητής ΕΚΠΑ, Α. Βαλαβανίδης Καθηγητής ΕΚΠΑ, Α. Χισκιά Ερευνήτρια Α’, ΕΚΕΦΕ Δημοκριτος
Περίληψη:
Σε αυτήν την ερευνητική εργασία μελετάται η παραγωγή νανοσωματιδίων αργύρου
(ΝΣ- Ag) από νιτρικό άργυρο με χρήση φωτοκαταλυτικής μεθόδου. ΩΩς
φωτοκαταλύτης και ταυτόχρονα σταθεροποιητής επιλέχθηκαν οι πολυοξομεταλλικές
ενώσεις (ΠΟΜ), SiW12O40-4 και H2W12O40-6. H μέθοδος χαρακτηρίζεται από την
απλότητά της και την αποτελεσματικότητά της, καθώς και την φιλικότητά της προς
το περιβάλλον (πράσινη χημεία). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η σύνθεση
γίνεται εντός υδατικού διαλύματος, σε συνθήκες περιβάλλοντος (απαιτούνται όμως
ανοξικές συνθήκες), με ελάχιστα παραπροϊόντα (οξείδωση οργανικού ρύπου), σε
ήπιες και μη ενεργοβόρες συνθήκες. Η νανοτεχνολογία είναι ένα σύγχρονο
επιστημονικό πεδίο που αναπτύσσεται ραγδαία, καθώς δημιουργούνται και
μελετώνται νέα υλικά πρωτόγνωρων ιδιοτήτων. Τα νανοσωματίδια αργύρου είναι
γνωστά εδώ και χρόνια, αλλά υπό την σκέπη της νανοτεχνολογίας αναζωπυρώθηκε το
ερευνητικό ενδιαφέρον καθώς οι νέες μεθοδολογικές προσεγγίσεις της
νανοτεχνολογίας προσθέτουν ένα νέο πεδίο μελέτης σε κλίμακα νανομέτρων. Η
αποτελεσματική σύνθεση ΝΣ-Ag με όρους ‘‘πράσινης χημείας’’ έχει ιδιαίτερο
ενδιαφέρον, καθώς οι προτεινόμενες χρήσεις ΝΣ-Ag πληθαίνουν μέρα με τη μέρα
οδηγώντας έτσι σε παραγωγή κλίμακας ΝΣ- Ag, με τις επακόλουθες πιέσεις προς το
περιβάλλον. Η παραγωγή ΝΣ-Ag με χρήση ΠΟΜ δίνει καλά ελεγχόμενα αποτελέσματα,
ενώ ταυτόχρονα είναι φιλική προς το περιβάλλον και οικονομική. Οι ΠΟΜ είναι
εξαιρετικοί φωτοκαταλύτες που προτείνονται για περιβαλλοντικές λύσεις, ως
αντιρυπαντική τεχνολογία, καθώς είναι ικανοί να αποικοδομήσουνε πλήρως πλήθος
οργανικών ρύπων και σύμφωνα με τελευταίες μελέτες, μπορούν ακόμα να
χρησιμοποιηθούν στην ανάκτηση μετάλλων. Προέκταση αυτού είναι η μεθοδολογία
παραγωγής ΝΣ-Ag. Επίσης βάση τελευταίων μελετών, μπορούν ταυτόχρονα να
σταθεροποιούν τα ΝΣ-Ag, καθιστώντας έτσι μη αναγκαία την επιπρόσθετη χρήση
σταθεροποιητικών ουσιών. Αυτή η πτυχή των ΠΟΜ καθιστά την μεθοδολογία
παραγωγής ΝΣ-Ag ακόμα φιλικότερη προς το περιβάλλον μέσω της μειώσεις των
απαραίτητων αντιδραστηρίων. Ένα ακόμα προτέρημα είναι πως η μελετώμενη
μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοστεί για την σύνθεση και άλλων νανοδομών, για
παράδειγμα τη σύνθεση νανοσωματιδίων χρυσού και άλλων μετάλλων, είτε και
αμετάλλων όπως το σελήνιο. Από την μελέτη της εργασίας επιβεβαιώθηκε η
σταθεροποιητική ιδιότητα των ΠΟΜ για τα ΝΣ-Ag, καθώς μελετήθηκε η
σταθερότητα των παραγόμενων ΝΣ-Ag (κεφάλαιο 9). Επίσης βρέθηκε και ένας νέος
αποτελεσματικός τρόπος ελέγχου των μεγεθών των παραγόμενων ΝΣ-Ag (κεφάλαιο 8)
με την χρήση ενός ή δύο σταδίων σύνθεσης των ΝΣ-Ag, φωτοκαταλυτικά υπό
υπεριώδη-ορατή ακτινοβολία, με ΠΟΜ H2W12O40-6, πετυχαίνοντας σημαντικές
διαφορές στο μέσο μέγεθος με ταυτόχρονα μικρό εύρος διακύμανσης μεγεθών. Ο
χαρακτηρισμός των ΝΣ-Ag έγινε με χρήση φασματοφωτ-όμετρου, ηλεκτρονικού
μικροσκοπίου διέλευσης (TEM), και φασματοσκοπίας Raman (κεφάλαιο 10). Επίσης
μελετήθηκε και η φωτοκαταλυτική συμπεριφορά της ΠΟΜ παρουσία των παραγόμενων
ΝΣ-Ag (κεφάλαιο 11). Η παρούσα ερευνητική εργασία έγινε στο ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος,
με χρήση των υποδομών του κέντρου.
Λέξεις-κλειδιά:
Πολυοξομεταλλική ένωση, Νανοσωματίδια αργύρου, Κολλοειδή, Νανοτεχνολογία, Φωτοκατάλυση
