Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών οξειδίου του γραφενίου-χαλκογενών ενώσεων

Τσαρπαλή, Μαγδαληνή; Tsarpali, Magdalini

dc.contributor.author	Τσαρπαλή, Μαγδαληνή	el
dc.contributor.author	Tsarpali, Magdalini	el
dc.date.accessioned	2018-07-02T11:22:44Z
dc.date.available	2018-07-02T11:22:44Z
dc.date.issued	2018-07-02
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47179
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15429
dc.rights	Default License
dc.subject	Νανοϋβριδικό	el
dc.subject	Οξείδιο του γραφενίου	el
dc.subject	Χαρακτηρισμός	el
dc.subject	Nanohybrid	en
dc.subject	Graphene oxide	el
dc.subject	Copper selenide	el
dc.subject	Synthesis	el
dc.subject	Characterization	el
dc.subject	Σεληνιούχος χαλκός	el
dc.subject	Σύνθεση	el
dc.title	Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών οξειδίου του γραφενίου-χαλκογενών ενώσεων	el
dc.title	Synthesis and characterization of nanohybrid materials of graphene oxide-chalcogenides	el
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	Η παρούσα μελέτη με τίτλο «Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών οξειδίου του γραφενίου-χαλκογενών ενώσεων» εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας του Τομέα Χημικών Επιστημών, της σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, στα πλαίσια ολοκλήρωσης της διπλωματικής μου εργασίας.	el
heal.classification	Νανοϋλικά	el
heal.classification	Nanomaterials	en
heal.classification	Nanostructured materials	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/36437d7c4a65ec9fe273b8cfff31557cb2ee11f9
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/36437d7c4a65ec9fe273b8cfff31557cb2ee11f9
heal.classificationURI	http://lod.nal.usda.gov/137885
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh93000864
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-21
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών, τα οποία αποτελούνται από οξείδιο του γραφενίου (Graphene oxide, GO) και σωματίδια χαλκογενιδίων και πιο συγκεκριμένα σεληνιούχου χαλκού (CuSe). Το γραφένιο είναι ένα μονοστρωματικό υλικό στο οποίο τα άτομα του άνθρακα συνδέονται σχηματίζοντας sp2 υβριδισμούς και είναι διατεταγμένα σε εξαγωνικό κυψελοειδές πλέγμα δυο διαστάσεων (2D). Τεράστιο είναι το ενδιαφέρον που έχει προσελκύσει, εξαιτίας των εξαιρετικών ιδιοτήτων του και της μεγάλης ειδικής του επιφάνειας, χαρακτηριστικά που αποδίδονται στη δισδιάστατη δομή του και το καθιστούν ιδανικό υλικό για πλήθος εφαρμογών σε πεδία όπως η οπτοηλεκτρονική, η βιοϊατρική και η κατάλυση. Το οξείδιο του γραφενίου παρουσιάζει παρόμοια δομή με το γραφένιο, με τη διαφορά ότι στην επιφάνειά του υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός υδροφιλικών λειτουργικών ομάδων, όπως εποξυ-, υδροξυλ και καρβοξυλ- ομάδες που προσδίδουν πολύ καλή διασπορά στο νερό. Ωστόσο, στο GO προσδίδονται, μέσω της αναγωγής του, παρόμοιες ιδιότητες με αυτές του γραφενίου και οδηγούν σε ένα άλλο υλικό (rGO). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο και το GO αποτελεί την πρώτη επιλογή ως υλικό για την παρασκευή νανοϋβριδικών υλικών που βασίζοναι στο γραφένιο. Τέλος, το rGO παρουσιάζει και αυτό ιδιότητες που το καθιστούν πολλά υποσχόμενο υλικό για οπτοηλεκτρονικές και ηλεκτρικές εφαρμογές. Τα νανοϋβριδικά υλικά αποτελούμενα από GO και ενώσεις χαλκογενιδίων έχουν σημαντικές ιδιότητες που τα καθιστούν ιδανικά για χρήση στη φωτοκατάλυση, στους αισθητήρες, σε οπτοηλεκτρονικές και φωτοχημικές εφαρμογές και σε πολλά ακόμη πεδία. Το πρώτο μέρος αυτής της διπλωματικής εργασίας αποτελείται από το θεωρητικό μέρος και αφορά στη βιβλιογραφική προσέγγιση του θέματος. Στο δεύτερο μέρος περιγράφεται λεπτομερώς η πειραματική έρευνα που πραγματοποιήθηκε για την παρασκευή των νανοϋβριδικών υλικών GO/CuSe, όπου αναφέρονται οι πειραματικές διατάξεις και διαδικασίες που χρησιμοποιήθηκαν. Αρχικά πραγματοποιήθηκε η σύνθεση του GO, με την τροποποιήμενη μέθοδο Hummers, με χρήση ισχυρών οξειδωτικών αντιδραστηρίων και στη συνέχεια ο σχηματισμός των νανοσωματιδίων CuSe πάνω στα νανοοφύλλα του GO. Η παρασκευή των νανοϋβριδικών υλικών πραγματοποιήθηκε με τη διαλυτοθερμική μέθοδο, κατά την οποία χρησιμοποιήθηκε είτε αυτόκλειστο από ανοξείδωτο χάλυβα (θέρμανση σε υψηλή θερμοκρασία για πολλές ώρες) είτε αντιδραστήρας μικροκυμάτων. Για τον χαρακτηρισμό των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκαν διάφορες ενόργανες χημικές μέθοδοι ανάλυσης, όπως Περίθλαση Ακτίνων-Χ (XRD), Φασματοσκοπία Raman, Ηλεκτρονιακή Μικροσκοπία Σάρωσης-Εκπομπής Πεδίου (FESEM), Φασματοσκοπία Υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FTIR) και Θερμοβαρυμετρική Ανάλυση (TGA). Με τις παραπάνω μετρήσεις πιστοποιήθηκε ο επιτυχής σχηματισμός των νανοσωματιδίων CuSe στα νανόφυλλα GO.	el
heal.abstract	The objective of this thesis is the synthesis and the characterization of nanohybrids materials consisting of graphene oxide (GO) and chalcogenide metal particles specifically Copper Selenide (CuSe). Graphene is a single-layered material in which the atoms of carbon present sp2 hybridisms and their arrangement is a two-dimensional hexagonal honeycomb lattice. It has attracted great interest since its discovery, because of its excellent properties and high specific surface area, characteristics that are attributed to the two-dimensional structure and make it an ideal material for numerous applications, such as in the field of optoelectronics, catalysis and biomedicine. Graphene oxide has a similar structure to graphene, except that the surface of GO has many hydrophilic functional groups, such as epoxy, hydroxyl and carboxyl groups, that provide to GO a very good dispersity in water. However, the reduction of GO leads to a material (rGO) with similar properties with that of graphene. Therefore, GO has become the first choice for many preparations of graphene-based on nanohybrids material. Finally, rGO due to many good characteristics is a potential material for electric and optoelectronic devices. GO nanohybrid materials with chalcogenide particles have significant properties that make them highly probable in applications involving photocatalysis, sensors, optoelectronics, photochemical and other fields. The first part of the present thesis consists of the theoritical analysis and referring to literature approach while the second part describes step by step the experimental process and techniques used for the synthesis of nanohybrids material GO/CuSe. It also includes the experimental results as well as the conclusions withdrawn from this research. At first GO was produced, with the modified Hummers method, by oxidation of graphite using strong oxidizing reagents. Then the CuSe particles were formed in situ onto GO nanosheets. The nanohybrid materials were synthesized using solvothermal method, in which it was used either a stainless steel autoclave (for the synthesis under high temperatures for many hours) or a microwave reactor. The samples’ characterization occurred by various instrumental chemical methods of analysis, such as X-Ray Diffraction (XRD), Raman Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy-Field Emission (FESEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The successful formation of CuSe particles onto GO nanosheets was verified by the above methods analysis’ results.	en
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χαμηλάκης, Στυλιανός	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.
heal.fullTextAvailability	true