Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοσύνθετων υλικών με βάση την τιτάνια για φωτοκαταλυτικές εφαρμογές

Ράππος, Στέφανος; Rappos, Stefanos

dc.contributor.author	Ράππος, Στέφανος	el
dc.contributor.author	Rappos, Stefanos	en
dc.date.accessioned	2020-12-09T06:33:01Z
dc.date.available	2020-12-09T06:33:01Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52393
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20091
dc.rights	Default License
dc.subject	Νανοϋλικά	el
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.subject	Ηχοχημεία	el
dc.subject	Διοξείδιο του τιτανίου	el
dc.subject	Νιτρίδιο του Ινδίου	el
dc.subject	Οξείδιο του βολφραμίου	el
dc.subject	Οξείδιο του ρουθηνίου	el
dc.subject	Nanomaterials	en
dc.subject	Photocatalysis	en
dc.subject	InN	en
dc.subject	WO3	en
dc.subject	RuO2	en
dc.title	Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοσύνθετων υλικών με βάση την τιτάνια για φωτοκαταλυτικές εφαρμογές	el
dc.title	Synthesis and characterization of titanium dioxide based nanomaterials for photocatalytic applications	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανόργανα υλικά	el
heal.classification	Νανοϋλικά	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-02-20
heal.abstract	The present thesis's goal was the synthesis of nanoparticles and the decoration of TiO2, using sonochemistry, in order to determine how they affect TiO2's photocatalytic capability. The first stage of the procedure included the synthesis of InN, WO3 and RuO2 nanoparticles and their characterization. In the second stage, the photocatalytic degradation of methylene blue was tested. Initially, InN nanoparticles were synthesized under different conditions. Their crystallinity was tested via XRD. It was concluded that the optimal conditions were 60% intensity of ultrasounds for 2h, where the existence of cubic and hexagonal structures of InN were observed and their size was calculated at approximately 20nm, using Scherrer's equation. The sonochemical method was also used in order to fabricate RuO2, WO3, RuO2/TiO2, WO3/TiO2 and RuO2/WO3/TiO2 nanoparticles. In the case of InN nanoparticles, synthesis and decoration were done at different stages. For InN's decoration, different conditions (time, intensity of ultrasounds) were also studied. Subsequently, the photocatalytic degradation of the fabricated nanoparticles was tested on methylene blue, under the effect of UV radiation. The results showed positive impact of InN and RuO2 on TiO2's photocatalytic activity, with 22% and 10% increase respectively. Furthermore, it was observed, that the use of RuO2 and WO3 in proportion greater than 25% in comparison to TiO2, nearly cancelled TiO2's photocatalytic activity. At last, pure WO3 nanoparticles, were the only pure form having significant photocatalytic effect, with 25% degradation of methylene blue.	en
heal.abstract	Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η σύνθεση νανοσωματιδίων με την εφαρμογή της ηχοχημικής μεθόδου, η διακόσμηση της τιτανίας με αυτά και τέλος ο έλεγχος της επίδρασης αυτών των νανοϋλικών στην φωτοκαταλυτική δράση του διοξείδιου του τιτανίου. Το πρώτο στάδιο της πειραματικής διαδικασίας περιλάμβανε τη σύνθεση νανοσωματιδίων InN,WO3,RuO2 και τον χαρακτηρισμό τους. Στο δεύτερο στάδιο, μελετήθηκε η επίδραση τους στην ικανότητα της τιτανίας να αποδομεί τον οργανικό ρύπο μπλε του μεθυλενίου (MB). Αρχικά, με τη χρήση της ηχοχημικής μεθόδου έγινε η σύνθεση νανοσωματιδίων νιτριδίου του ινδίου (InN) με την εφαρμογή διαφορετικών συνθηκών ηχοβόλησης (χρόνος ηχοβόλησης, ένταση υπερήχων). Στη συνέχεια, ελέγχθηκε η κρυσταλλικότητα τους με περίθλαση ακτινών Χ (XRD).Διαπιστώθηκε πως οι βέλτιστες συνθήκες ήταν με ένταση υπερήχων στο 60% για 2h και βάσει του γραφήματος παρατηρήθηκε η ύπαρξη κυβικής και εξαγωνικής δομής των νανοσωματιδίων InN, ενώ το μέγεθός τους υπολογίστηκε περίπου στα 20 nm με τη βοήθεια της εξίσωσης Scherrer. Με την ίδια τεχνική ηχοβόλησης πραγματοποιήθηκε και η σύνθεση οξειδίου του βολφραμίου(WO3), οξειδίου του Ρουθηνίου(RuO2) καθώς και των συνδυασμών των υλικών αυτών με την τιτανία (TiO2).Στην περίπτωση του νιτριδίου του ινδίου, πραγματοποιήθηκε πρώτα η σύνθεση των νανοσωματιδίων, και σε δεύτερη φάση η επικάλυψη του διοξείδιου του τιτανίου με τα νανοσωματίδια InN. Όσον αφορά στην επικάλυψη, μελετήθηκαν διαφορετικές συνθήκες ηχοβόλησης όπως είναι ο χρόνος και η ένταση των υπερήχων που εφαρμόστηκαν. Έπειτα, ακολούθησε ο έλεγχος της φωτοκαταλυτικής δράσης των υλικών που αναφέρθηκαν έναντι του οργανικού ρύπου MB υπό την επίδραση ακτινοβολίας UV.Τα αποτελέσματα έδειξαν τη θετική επίδραση των InN και RuO2 στη φωτοκαταλυτική δραστικότητα της τιτανίας(άυξηση 22% και 10% αντίστοιχα). Επιπλέον, παρατηρήθηκε η ανασταλτική δράση των RuO2 και WO3 όταν αυτά χρησιμοποιούνται σε μεγάλες περιεκτικότητες (>25%). Η καθαρή μορφή του WO3 ήταν η μόνη που συνέβαλε ουσιαστικά στην αποδόμηση του ΜΒ (25% αποδόμηση),χωρίς την παρουσία τιτανίας.	el
heal.advisorName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καραγιάννης-Μπακόλας, Αστέριος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	77 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false