Σύνθεση εμπλουτισμένων με άζωτο νανοσωλήνων άνθρακα και χρήση τους για κατασκευή ηλεκτροδίων για χημικούς αισθητήρες

Κατσαντώνης, Σπυρίδων; Katsantonis, Spyridon

dc.contributor.author	Κατσαντώνης, Σπυρίδων	el
dc.contributor.author	Katsantonis, Spyridon	en
dc.date.accessioned	2020-10-14T06:26:08Z
dc.date.available	2020-10-14T06:26:08Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51433
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19131
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	Νανοσωλήνες άνθρακα	el
dc.subject	Εμπλουτισμένοι με άζωτο νανοσωλήνες άνθρακα	el
dc.subject	Θερμόλυση	el
dc.subject	Χημικοί αισθητήρες	el
dc.subject	Κυκλική βολταμετρία	el
dc.subject	Carbon nanotubes	en
dc.subject	Nitrogen-doped carbon nanotubes	en
dc.subject	Thermolysis	en
dc.subject	Chemical sensors	en
dc.subject	Cyclic voltammetry	en
dc.title	Σύνθεση εμπλουτισμένων με άζωτο νανοσωλήνων άνθρακα και χρήση τους για κατασκευή ηλεκτροδίων για χημικούς αισθητήρες	el
dc.contributor.department	Τομέας Χημικών Επιστημών - Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Νανοϋλικά	el
heal.classification	Νανοτεχνολογία	el
heal.classification	Nanomaterials	en
heal.classification	Nanotechnology	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-07-17
heal.abstract	Οι νανοσωλήνες άνθρακα αποτελούν μία από τις αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα, που έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας λόγω του μοναδικού συνδυασμού μηχανικών και ηλεκτρικών ιδιοτήτων, που παρουσιάζουν. Οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν σωληνοειδές σχήμα και θεωρούνται ένα μονοδιάστατο υλικό (1-D) λόγω του πολύ μεγάλου μήκους τους συγκριτικά με την μικρή διάμετρο που εμφανίζουν. Ένα ακόμα πλεονέκτημα των νανοσωλήνων άνθρακα είναι η δυνατότητα εμπλουτισμού τους με άτομα άλλων στοιχείων, όπως το άζωτο. Με αυτό τον τρόπο, μπορούν να βελτιωθούν επιλεγμένες ιδιότητές τους, ώστε να είναι δυνατή η χρήση τους σε συγκεκριμένες εφαρμογές. Ένα πεδίο, στο οποίο βρίσκουν ευρεία εφαρμογή οι νανοσωλήνες άνθρακα, είναι οι χημικοί αισθητήρες. Η χρήση ηλεκτροδίων από νανοσωλήνες άνθρακα έχει χρησιμοποιηθεί τόσο για την ανίχνευση αερίων, όσο και για την ανίχνευση βιολογικών μορίων σε διάφορα διαλύματα. Συνήθως, οι νανοσωλήνες άνθρακα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ηλεκτροδίων χημικών αισθητήρων, είναι εμπλουτισμένοι με κάποιο στοιχείο, που βελτιώνει τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες. Ο εμπλουτισμός νανοσωλήνων άνθρακα με άζωτο έχει δείξει ότι οδηγεί σε σημαντικές αλλαγές στη μορφολογία και στην ηλεκτρική αγωγιμότητα των νανοσωλήνων άνθρακα. Επιπλέον, οι εμπλουτισμένοι με άζωτο νανοσωλήνες άνθρακα εμφανίζουν μεταλλικό χαρακτήρα, ανεξάρτητα από τη μορφολογία τους και για αυτό το λόγο γίνονται προσπάθειες για την αξιοποίησή τους σε ηλεκτρόδια χημικών αισθητήρων. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη υμενίων αποτελούμενων από εμπλουτισμένους με άζωτο νανοσωλήνων άνθρακα πάνω σε υποστρώματα πυριτίου/πυριτίας και ο χαρακτηρισμός τους, προκειμένου να εξεταστεί η καταλληλότητά τους για χρήση ως ηλεκτρόδια σε χημικούς αισθητήρες. Η σύνθεση των εμπλουτισμένων με άζωτο νανοσωλήνων άνθρακα πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της θερμόλυσης σε διαφορετικές θερμοκρασίες, χρησιμοποιώντας ως πηγή άνθρακα και αζώτου την μελαμίνη και ως καταλύτη και ταυτοχρόνως πηγή άνθρακα το φερροκένιο. Ο χαρακτηρισμός των προϊόντων της σύνθεσης έλαβε χώρα με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας σκέδασης Raman, της ηλεκτρονιακής μικροσκοπίας σάρωσης και της κυκλικής βολταμετρίας. Η μέθοδος της θερμόλυσης οδήγησε στο σχηματισμό υμενίων νανοσωλήνων άνθρακα τόσο με τυχαίο όσο και με κοινό προσανατολισμό στην επιφάνεια των υποστρωμάτων πυριτίου/πυριτίας.	el
heal.abstract	Carbon nanotubes consist one of the allotropic forms of carbon, which have attracted the interest of the scientific community due to the unique combination of mechanical and electrical properties they possess. Carbon nanotubes have a tubular form and are considered as a one-dimensional material (1-D) due to their high ratio of length to diameter. One major advantage of carbon nanotubes is that they can be doped with atoms of other chemical elements, such as nitrogen. In this way, specific properties can be improved, which are desired for certain applications. Carbon nanotubes are widely used in the field of chemical sensors. Electrodes consisting of carbon nanotubes have been used for detecting both chemical gases and biological molecules in various solutions. Generally, carbon nanotubes that are used to make electrodes of chemical sensors are doped with a chemical element, which improves their electrical properties. The doping of carbon nanotubes with nitrogen results to significant changes in morphology and electrical conductivity. Moreover, nitrogen-doped carbon nanotubes exhibit metallic properties, regardless of their morphology. Therefore, efforts are being made to utilize them as electrodes in chemical sensors. The aim of this thesis is the synthesis of a film consisting of nitrogen-doped carbon nanotubes on the surface of silicon wafers and their characterization, in order to examine the suitability of their use as electrodes in chemical sensors. The synthesis of nitrogen-doped carbon nanotubes was achieved with the method of thermolysis at different temperatures, using melamine as source of carbon and ferrocene as catalyst. The products of the synthesis were characterized by means of Raman scattering spectroscopy, electron scanning microscopy and cyclic voltammetry. The method of thermolysis led to the formation of a film of both aligned and with random orientation carbon nanotubes on the surface of the silicon wafers.	en
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Kordatos, Konstantinos
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Kollia, Constantina	en
heal.committeeMemberName	Taoukis, Petros	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false