Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών Χαλκογενιδίων και Οξειδίου του Γραφενίου

Παγκράτη, Αντιγόνη; Pagkrati, Antigoni

dc.contributor.author	Παγκράτη, Αντιγόνη	el
dc.contributor.author	Pagkrati, Antigoni	el
dc.date.accessioned	2017-05-18T10:28:07Z
dc.date.available	2017-05-18T10:28:07Z
dc.date.issued	2017-05-18
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44887
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7025
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Χαλκογενίδια	el
dc.subject	Οξείδιου του Γραφενίου	el
dc.subject	Μικροκυματική Ακτινοβολία	el
dc.subject	Ιοντικά Υγρά	el
dc.subject	Σεληνίδιο του Ψευδαργύρου	el
dc.subject	Graphene Oxide	el
dc.subject	Chalcogenides	el
dc.subject	Microwave irradiation	el
dc.subject	Ionic Liquids	el
dc.subject	Zinc Selenide	el
dc.title	Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών Χαλκογενιδίων και Οξειδίου του Γραφενίου	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ	el
heal.classification	ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΥΛΙΚΩΝ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/af724f05f61ef305eee5da55bd5d31ef6237e2a3
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/840868f9d668cd136ec6f074902084034906c943
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-11-09
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός νανοϋβριδικού υλικού, το οποίο αποτελείται από οξείδιο του γραφενίου (Graphene oxide, GO) και σωματίδια της οικογένειας των χαλκογενιδίων, συγκεκριμένα του σεληνιδίου του ψευδαργύρου (Zinc Selenide, ZnSe). Το γραφένιο είναι ένα μονοστρωματικό υλικό στο οποίο τα άτομα του άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους με sp2 υβριδισμούς και είναι διατεταγμένα σε εξαγωνικό κυψελοειδές πλέγμα δυο διαστάσεων (2D). Έχει προσελκύσει τεράστιο ενδιαφέρον από τις πρώτες μέρες της ανακάλυψης του, εξαιτίας των εξαιρετικών του ιδιοτήτων και της μεγάλης ειδικής του επιφάνειας, χαρακτηριστικά τα οποία αποδίδονται στη δισδιάστατη δομή του και το έχουν καταστήσει ιδανικό υλικό για πληθώρα εφαρμογών στο πεδίο της οπτοηλεκτρονικής, της κατάλυσης και της βιοϊατρικής. Το οξείδιο του γραφενίου έχει παρόμοια δομή με το γραφένιο, με τη διαφορά ότι στην επιφάνεια του υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός υδροφιλικών λειτουργικών ομάδων, όπως εποξυ-, υδροξυλ και καρβοξυλ- ομάδες, οι οποίες του προσδίδουν πολύ καλή διασπορά στο νερό. Ωστόσο, η αναγωγή του GO, του προσδίδει παρόμοιες ιδιότητες με το γραφένιο. Για αυτό το λόγο, το GO αποτελεί την πρώτη επιλογή ως υλικό για την παρασκευή νανοϋβριδικών που βασίζονται στο γραφένιο. Τέλος, το rGO παρουσιάζει υψηλή αγωγιμότητα, μεγάλη ευελιξία και καλή οπτική διαφάνεια, επομένως είναι ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για ηλεκτρικές και οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές. Το σεληνίδιο του ψευδαργύρου αποτελεί ένα σημαντικό ημιαγωγό τύπου II- IV με ευρύ ενεργειακό χάσμα ~2.7 eV και υψηλή ενέργεια εξιτονίων (~21 meV) σε θερμοκρασία δωματίου. Παρουσιάζει ως υλικό μεγάλη διαπερατότητα, υψηλή φωτεινή απόδοση και χαμηλό συντελεστή απορρόφησης. Όλες αυτές οι ιδιότητες, το καθιστούν ένα υλικό με πολλές πιθανότητες σε εφαρμογές που αφορούν φωτοκατάλυση, αισθητήρες, οπτοηλεκτρονικές, φωτοχημικές και σε πολλά ακόμη πεδία. Την τελευταία δεκαετία, τα νανοδομημένα υλικά του GΟ και του ZnSe έχουν προσελκύσει σημαντικό ενδιαφέρον και αποτελούν αντικείμενο έρευνας, εξαιτίας των νέων και βελτιωμένων λειτουργιών που παρουσιάζουν, οι οποίες δεν μπορούν να επιτευχθούν από κάθε συστατικό ξεχωριστά, με αποτέλεσμα να αποτελεί ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για εφαρμογές στην οπτοηλεκτρονική, στην κατάλυση, στις μπαταρίες ιόντων Li (LIBs), στις εκπομπές πεδίου και σε άλλες. Το πρώτο μέρος της παρούσας εργασίας αποτελείται από το θεωρητικό μέρος και αφορά τη βιβλιογραφική προσέγγιση του θέματος. Ενώ στο δεύτερο μέρος, περιγράφεται λεπτομερώς η πειραματική έρευνα που πραγματοποιήθηκε για την παρασκευή του νανοϋβριδικού υλικού GO/ZnSe, όπου αναφέρονται οι πειραματικές διατάξεις και διαδικασίες που χρησιμοποιήθηκαν. Αρχικά πραγματοποιήθηκε η σύνθεση του GO, με την τροποποιημένη μέθοδο Hummers, με χρήση ισχυρών οξειδωτικών αντιδραστηρίων και στη συνέχεια ο σχηματισμός των σωματιδίων ZnSe πάνω στα νανοφύλλα του GO. Για την παρασκευή των νανοϋβριδικών υλικών εξετάστηκαν δυο μέθοδοι σύνθεσης, η υποβοηθούμενη από μικροκυματική ακτινοβολία και ιοντικά υγρά (Microwave-Assisted Ionic Liquids, MAILs) μέθοδος και η διαλυτοθερμική (solvothermal) μέθοδος. H μέθοδος MAILs είναι μια γρήγορη, οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος, η οποία συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της μικροκυματικής ακτινοβολίας και των ιοντικών υγρών. Η σύνθεση με τη μέθοδο MAILs πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρα μικροκυμάτων, ενώ με τη διαλυτοθερμική μέθοδο χρησιμοποιήθηκε συσκευή αυτόκλειστο. Εκτός από την έρευνα για τη σύνθεση των νανοϋβριδικών υλικών GO/ZnSe, πραγματοποιήθηκε μελέτη για την επίδραση διαφόρων παραγόντων, όπως της θερμοκρασίας, της ποσότητας της πρόδρομης ένωσης Zn και της απουσίας του ιοντικού υγρού [Βmim][BF4], στη σύσταση του τελικού προϊόντος. Για το χαρακτηρισμό των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκαν διάφορες ενόργανες χημικές μέθοδοι ανάλυσης, όπως Περίθλαση Ακτίνων Χ (XRD), Φασματοσκοπία Φθορισμού Ακτίνων Χ (XRF), Φασματοσκοπία Υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FTIR), Ηλεκτρονιακή Μικροσκοπία Σάρωσης Εκπομπής Πεδίου (FESEM), Θερμοβαρυμετρική Ανάλυση (TG Analysis) και Φασματοσκοπία Raman. Με τις παραπάνω αναλύσεις πιστοποιήθηκε ο επιτυχημένος σχηματισμός των σωματιδίων ZnSe στα νανοφύλλα GO και ελήφθησαν πληροφορίες σχετικά με την κατανομή και το μέγεθος των σωματιδίων, τη δομή, τη σύσταση, τη μορφολογία και τη θερμική σταθερότητα των σύνθετων νανοϋβριδικών τελικών προϊόντων.	el
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μουτσάτσου, Αγγελική	el
heal.committeeMemberName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	183 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true