Σύνθεση και χαρακτηρισμός δομής λεπτών υμενίων TiO2 και μελέτη προσρόφησης οργανικών ενώσεων σε αυτά

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας ερευνητικής εργασίας αποτελεί η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός και η μελέτη λεπτών υμενίων οξειδίου του τιτανίου (TiO2) με συγκεκριμένο μέγεθος πόρων, η σύνθεση δύο οργανικών ενώσεων της οικογένειας των χαλκονών και οι δυνατότητες προσρόφησης τους στα παρασκευασθέντα υμένια. Το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας για την τιτανία και την ικανότητα προσρόφησης σε αυτή διάφορων υλικών, είναι ιδιαίτερα οξυμένο στις μέρες μας λόγω των προοπτικών και των εφαρμογών στις οποίες δύναται να χρησιμοποιηθεί, οι οποίες κυρίως αφορούν φωτοβολταικές εφαρμογές και εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιείται ως φωτοκαθαριστής ρύπων. Ειδικότερα, κατασκευάστηκαν λεπτά υμένια ΤiO2 μέσω της μεθόδου Sol-Gel σε διάφορα πάχη με τις μεθόδους εναπόθεσης με εμβάπτιση(dip coating) και με περιστροφή (spin coating). Aκολουθώντας τις ίδιες τεχνικές κατασκευάστηκαν μεσοπoρόδοι φιλμ τιτανίας και έγινε προσπάθεια πλήρωσής τους με δύο τύπους οργανικών ενώσεων (χαλκονών). Οι χαλκόνες είναι φυσικά προϊόντα και ανήκουν στην οικογένεια των φλαβονοειδών. Ο δομικός σκελετός των χαλκονών αποτελείται από δύο αρωματικούς δακτυλίους (Α και Β) που συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός α,β-ακόρεστου καρβονυλικού συστήματος τριών ατόμων άνθρακα. Παράλληλα, εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία βιολογικών δράσεων που τις καθιστά ελκυστικές για τη σύνθεση νέων φαρμακευτικών σκευασμάτων. Στη συνέχεια, τα υλικά αυτά μελετώνται ως προς την αγωγιμότητά τους και με τεχνικές χαρακτηρισμού όπως η φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού(UV-VIS), η μικροσκοπία ατομικής δύναμης (AFM), η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) και η φασματοσκόπια πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (ΝΜR). Τα αποτελέσματα παρατίθενται μέσω πινάκων και εικόνων, με τις απαραίτητες επεξηγήσεις, ώστε να γίνονται το δυνατόν κατανοητότερα και ολοκληρώνονται με την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων.

The purpose of this research work is the synthesis, characterization and study of thin films of titanium oxide (TiO2) with mesoporous and the absorption of two types of chalcones. The interest of the scientific community for titania and the ability it has to absorb some materials are particularly acute nowadays because of it’s prospects and applications that can be used, which mainly relate to photovoltaic applications, and applications used as photocleaning pollutants. Specifically, thin films of TiO2 were made by Sol-Gel method, in various thicknesses, with two deposition methods, dip coating and spin coating. Using the same techniques we attempted to built mesoporus titania film and fill them with two types of chalcones. Chalcones are natural products belonging to the family of flavonoids. The structural backbone of chalcones consists of two aromatic rings (A and B) linked through an α,β -unsaturated carbonyl system of three carbon atoms. They also exhibit a wide variety of biological actions that make them attractive for the synthesis of new pharmaceuticals. The films were studied for their electric conductivity and their morphological and optical properties throught a wide range of characterization methods such as ultraviolet-visible spectroscopy (UV-VIS), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy(SEM) and nuclear magnetic resonance (NMR).The results are presented through tables and images with the necessary explanations so that they are comprehensible as possible and topped with useful conclusions.