Μονάδα:
Τμήμα ΦυσικήςΒιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2017-07-19
Συγγραφέας:
Κονιδάρης Παναγιώτης
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Βλάσης Λυκοδήμος, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Πρωτότυπος Τίτλος:
Τροποποίηση αυτο-οργανωμένων νανοσωλήνων TiO2 με χαλκό για φωτοεπαγόμενες εφαρμογες
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Τροποποίηση αυτο-οργανωμένων νανοσωλήνων TiO2 με χαλκό για φωτοεπαγόμενες εφαρμογες
Περίληψη:
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η σύνθεση και μελέτη αυτo-οργανωμένων νανοσωλήνων TiO2 και η τροποποίηση τους με μεταλλικά στοιχεία χαλκού με στόχο την αύξηση της απόδοσης τους σε φωτοκαταλυτικές διεργασίες. Αρχικά, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της ηλεκτροχημικής ανοδίωσης συντέθηκαν νανοδομημένα υμένια αποτελούμενα από συστάδες κάθετα προσανατολισμένων νανοσωλήνων TiO2 σε φύλλα μεταλλικού Ti. Στην συνέχεια, μελετήθηκαν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, οι δομικές και οπτικές ιδιότητες των υμενίων με ηλεκτρονική μικροσκοπία διέλευσης (SEM), φασματοσκοπία Raman και μετρήσεις διάχυτης ανακλαστικότητας υπεριώδους-ορατού (UV-vis). Διαπιστώθηκε ότι σχηματίστηκαν νανοσωλήνες μήκους 10 μm, οι οποίοι μετά την ανόπτηση στους 450 oC κρυσταλλώνονται στη φάση του ανατάση. Κατόπιν, αξιολογήθηκε η φωτοκαταλυτική ικανότητα των δειγμάτων στην αποικοδόμηση καφεΐνης υπό υπεριώδη ακτινοβολία, παρουσιάζοντας μείωση του ρύπου έως και περίπου 50%.
Έχοντας ως στόχο να αυξηθεί η φωτοκαταλυτική απόδοση των νανοσωλήνων επιχειρήθηκε η τροποποίηση τους με χαλκό με δύο διαφορετικές μεθόδους: τη μέθοδο της ηλεκτροχημικής ανοδίωσης και τη μέθοδο εμποτισμού. Στην πρώτη περίπτωση, προστέθηκε στον ηλεκτρολύτη ποσότητα νιτρικού χαλκού ώστε να επιτευχθεί η σύνθεση νανοσωλήνων TiO2 με προσμίξεις ιόντων χαλκού στο πλέγμα τους, ενώ κατά τη μέθοδο του εμποτισμού οι νανοσωλήνες εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα νιτρικού χαλκού, ώστε να σχηματισθούν σύνθετα υλικά με σωματίδια οξειδίων χαλκού στα τοιχώματα των σωλήνων.
Χαρακτηρισμός των δειγμάτων με μικροσκοπία SEM και φασματοσκοπίες Raman και UV-vis, έδειξε ότι τόσο το ενεργειακό χάσμα αλλά και η οπτική απορρόφηση στο ορατό δεν επηρεάστηκαν, ενώ η κρυσταλλική φάση παρέμεινε αυτή του ανατάση σε όλα τα δείγματα. Πειράματα φωτοκαταλυτικής αποικοδόμησης καφεΐνης με τη χρήση των τροποποιημένων νανοσωλήνων έδωσαν χαμηλότερη απόδοση ως προς την απόδοση των δειγμάτων αναφοράς. Το αποτέλεσμα αυτό αποδίδεται στην έλλειψη επαρκούς ποσότητας φθορίου στον ηλεκτρολύτη κατά την ανοδίωση, καθώς και στην έλλειψη αναγωγικού μέσου στη μέθοδο εμποτισμού, ώστε να επιτευχθεί η αναγωγή των ιόντων χαλκού που λειτουργούν ως κέντρα επανασύνδεσης
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λοιπές θεματικές κατηγορίες:
Φυσική στερεάς κατάστασης
Λέξεις-κλειδιά:
νανοσωλήνες, TiO2,φωτοκατάλυση
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
18
