Σύνθεση και χρήση μαγνητικών νανοϋβριδικών υλικών οξειδίου του γραφενίου για την απομάκρυνση οργανικών ρύπων - χρωστικών από υδατικά διαλύματα

Αυγερόπουλος, Φαίδων

dc.contributor.author	Αυγερόπουλος, Φαίδων
dc.date.accessioned	2020-04-14T15:39:23Z
dc.date.available	2020-04-14T15:39:23Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50160
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17858
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	Σύνθεση νανοϋβριδικού υλικού	el
dc.subject	οξείδιο του γραφενίου	el
dc.subject	φερρίτης μαγνησίου	el
dc.subject	χαρακτηρισμός	el
dc.subject	προσρόφηση χρωστικής	el
dc.subject	Synthesis of nanohybrid material	en
dc.subject	graphene oxide	en
dc.subject	magnesium ferrite	en
dc.subject	characterization	en
dc.subject	adsorption of dye	en
dc.title	Σύνθεση και χρήση μαγνητικών νανοϋβριδικών υλικών οξειδίου του γραφενίου για την απομάκρυνση οργανικών ρύπων - χρωστικών από υδατικά διαλύματα	el
dc.contributor.department	Τομέας 1	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Νανοϋλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-03
heal.abstract	Το γραφένιο αποτελεί την πιο πρόσφατη αλλοτροπική μορφή του άνθρακα (ανακαλήφθηκε το 2004), με εξαιρετικές φυσικοχημικές ιδιότητες και πολλές πιθανές εφαρμογές, ώστε να θεωρείται σήμερα ένα πολύ αξιοσημείωτο υλικό. Πρόκειται για ένα 2-D πλέγμα πάχους 1 μόνο ατόμου άνθρακα με τους άνθρακες σε sp2 υβριδισμό και εξαγωνική διάταξη,θεωρούμενο ως η «μητέρα» όλων των γραφιτικών δομών. Η συγκεκριμένη δομή δίνει εκπληκτικές ηλεκτρικές, μηχανικές και θερμικές ιδιότητες στο γραφένιο και η χρήση του να προσφέρει νέα ενισχυμένα χαρακτηριστικά στα σημερινά πεδία. Το οξείδιο του γραφενίου(GO) είναι ένα παράγωγο του γραφενίου, δημιουργούμενο από την εισαγωγή διαφόρων οξυγονούχων λειτουργικών ομάδων όπως υδροξυλ-ομάδες (-ΟΗ), καρβοξυλ-ομάδες (-COOH) και εποξυ-ομάδες(-C-O-C-) στην επιφάνεια του γραφενίου. Η εισαγωγή αυτών των ομάδων αλλάζει το μεγαλύτερο μέρος των sp2 υβριδισμών σε sp3, υποβαθμίζοντας έτσι τις πολύ καλές ιδιότητες του γραφενίου, ωστόσο είναι ένα υλικό με δικά του ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Σημαντικό πλεονέκτημα του GO είναι η υδροφιλικότητά του λόγω των ομάδων οξυγόνου, επιτρέποντας έτσι την καλή διασπορά του στο νερό και τον εύκολο χειρισμό του για διάφορες εφαρμογές. Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην σύνθεση μαγνητικών νανοϋβριδικών υλικών οξειδίου του γραφενίου με στόχο την χρήση τους για απομάκρυνση ρύπων ή χρωστικών από το νερό. Ο συνδιασμός της καλής διασποράς και προσρόφησης ουσιών του GO, με τα μαγνητικά νανοσωματίδια (φερρίτης MgFe2O4), επιτρέπει τη χρήση του υλικού με εύκολη απομάκρυνση του, μέσω εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, από το νερό. Η σύνθεση του νανοϋβριδικού υλικού MgFe2O4-GO έγινε μέσω της διαλυτοθερμικής μεθόδου στους 200οC για 12h με τη χρήση αιθυλενογλυκόλης. Μέσω της αλλαγής των ποσοτήτων των πρόδρομων ενώσεων (άλατα FeCl3.6H2O, MgSO4.7H2Ο), έγινε μια εκτίμηση της μεταβολής των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών και της ικανότητας προσρόφησης χρωστικής των νανοϋβριδικών υλικών. Tέλος πραγματοποιήθηκε χαρακτηρισμός των νανοϋβριδικών υλικών μέσω των μεθόδων XRD, FTIR, Raman, SEM, TEM, EDS και ποροσιμετρίας N2, ενώ έγιναν πειράματα προσρόφησης της χρωστικής congo red από υδατικό διάλυμα.	el
heal.abstract	Graphene is the most recent allotropic form of carbon (discovered in 2004), with extraordinary physicochemical properties and many possible applications, so that it is considered today a very remarkable material. It is a one carbon atom thick 2-D lattice with carbons in sp2 hybridization and hexagonal arrangement, considered as the “mother” of all graphitic forms. This particular form gives amazing electrical, mechanical and thermal properties to graphene and its use delivers new enhanced characteristics in today’s fields. Graphene oxide (GO) is a derivative of graphene, created by the introduction of several oxygen functional groups such as hydroxyls (-OH), carboxylic acids (-COOH) and epoxides (-C-O-C-) in graphene’s surface. This introduction changes most of sp2 hybridizations to sp3, therefore degrading the great properties of graphene, however this material has its own noticeable characteristics. An important advantage of GO is its hydrophilicity due to oxygen functional groups, which allows for good dispersibility in water and easy control for several applications. This particular thesis focuses on the synthesis of graphene oxide-based magnetic nanohybrids with goal to be used for removal of pollutants and dyes from water. The combination of good dispersibility and adsorption of substances of GO, together with magnetic nanoparticles (MgFe2O4 ferrite), allows the use of the nanohybrid with easy removal, through external magnetic field, from water. The nanohybrid material MgFe2O4-GO was synthesized via solvothermal method in 200oC for 12h with the use of ethylene glycol. By altering the amounts of the precursors (FeCl3.6H2O and MgSO4.7H2O salts), an estimate was made about the change in physicochemical properties and the dye adsorption ability of the nanohybrids. Finally, the above nanohybrid materials were characterized by XRD, FTIR, Raman, SEM, TEM, EDS and N2 porosimetry, while adsorption experiments were made using congo red dye in aqueous solution.	en
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Χαμηλάκης, Στυλιανός
heal.committeeMemberName	Καρώνης, Δημήτριος
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	83
heal.fullTextAvailability	false