Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοσύνθετων υλικών κβαντικών τελειών άνθρακα - τιτανίας και μελέτη της φωτοκαταλυτικής τους δράσης

Φαλάρα, Πηνελόπη

dc.contributor.author	Φαλάρα, Πηνελόπη	el
dc.date.accessioned	2020-12-09T06:40:36Z
dc.date.available	2020-12-09T06:40:36Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52394
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20092
dc.rights	Default License
dc.subject	Νανοϋλικά	el
dc.subject	Κβαντικές Τελείες Άνθρακα	el
dc.subject	Τιτανία	el
dc.subject	Σύνθεση και Χαρακτηρισμός Υλικών	el
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.title	Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοσύνθετων υλικών κβαντικών τελειών άνθρακα - τιτανίας και μελέτη της φωτοκαταλυτικής τους δράσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Νανοϋλικά	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-09-27
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στη σύνθεση και το χαρακτηρισμό νανοσύνθετων υλικών κβαντικών τελειών άνθρακα-τιτανίας καθώς και την μελέτη της φωτοκαταλυτικής τους δράσης υπό την επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας. Τα τελευταία χρόνια υπάρχει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για τη χρήση νανοσύνθετων υλικών στον τομέα της φωτοκατάλυσης, με στόχο την αύξηση της απόδοσης της διεργασίας. Οι κβαντικές τελείες άνθρακα αποτελούν ένα νανοϋλικό με αξιοσημείωτες οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες και τελευταία έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε φωτοεπαγόμενες διεργασίες, περιλαμβανομένης της φωτοκατάλυσης. Οι ιδιότητες των κβαντικών τελειών άνθρακα μπορούν να διαφοροποιηθούν ανάλογα με τη μέθοδο και τις παραμέτρους σύνθεσης, καθώς και με νόθευση τους με ετεροάτομα (όπως το άζωτο, το θείο, κλπ.). Επίσης, ο συνδυασμός τους με άλλα ημιαγώγιμα υλικά, όπως το διοξείδιο του τιτανίου ή τιτανία (TiO2), οδηγεί σε λειτουργικές ετεροδομές υλικών που παρουσιάζουν βελτιωμένη φωτοκαταλυτική δράση. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας έλαβε χώρα η σύνθεση κβαντικών τελειών άνθρακα νοθευμένων με άζωτο μέσω της υδροθερμικής μεθόδου (κλασσικής και υποβοηθούμενης με μικροκυματική ακτινοβολία) και ενσωμάτωσή τους σε τιτανία με στόχο τη φωτοκαταλυτική οξείδωση και αναγωγή διαφόρων ρύπων σε υδατικά διαλύματα. Ο χαρακτηρισμός των συντιθέμενων υλικών πραγματοποιήθηκε με πληθώρα τεχνικών όπως: UV-Vis, PL, FT-IR, XRD, micro Raman, XPS, ενώ διεξήχθησαν διερευνητικά πειράματα μελέτης του μηχανισμού της φωτοκαταλυτικής οξείδωσης και της φωτοκαταλυτικής αναγωγής. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία περιλαμβάνονται έξι κεφάλαια, εκ των οποίων τα τρία πρώτα αποτελούν το θεωρητικό υπόβαθρο αυτής. Πιο αναλυτικά, στο Κεφάλαιο 1 γίνεται εισαγωγή στη φωτοκατάλυση, ενώ λαμβάνει χώρα εκτενής αναφορά στη τιτανία, στον φωτοκαταλυτικό της ρόλο καθώς και στις συνήθεις μεθόδους σύνθεσής της. Στη συνέχεια, στο Κεφάλαιο 2, πραγματοποιείται εκτενής αναφορά στις κβαντικές τελείες άνθρακα, όπου μελετώνται οι ιδιότητές τους, η νόθευσή τους καθώς και οι μέθοδοι σύνθεσης και χαρακτηρισμού. Ακολούθως, το Κεφάλαιο 3 αναφέρεται στα νανοσύνθετα υλικά με βάση την τιτανία και τις νανοδομές άνθρακα, καθώς και στη χρήση τους στη φωτοκατάλυση. Τα τρία επόμενα κεφάλαια αποτελούν το κύριο κομμάτι της παρούσας διπλωματικής εργασίας, καθώς βασίζονται στις πειραματικές διαδικασίες που ακολουθήθηκαν αλλά και στα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις μεθόδους χαρακτηρισμού. Πιο αναλυτικά, στο Κεφάλαιο 4 περιγράφεται η διαδικασία σύνθεσης των κβαντικών τελειών άνθρακα νοθευμένων με άζωτο μέσω της υδροθερμικής μεθόδου (κλασσικής και υποβοηθούμενης με μικροκυματική ακτινοβολία), καθώς και ο συνδυασμός τους με την τιτανία. Επιπλέον, παρατίθεται η μελέτη της φωτοκαταλυτικής απόδοσης των νανοσύνθετων υλικών κβαντικών τελειών άνθρακα-τιτανίας, υπό την επίδραση υπεριώδους ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε υδατικά διαλύματα των εξής ρύπων: μπλε του μεθυλενίου, ροδαμίνης β, Cr6+ και 4-νιτροφαινόλης. Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν ύστερα από τον χαρακτηρισμό των κβαντικών τελειών άνθρακα, καθώς και των νανοσύνθετων υλικών κβαντικών τελειών άνθρακα-τιτανίας. Επίσης, παρατίθενται τα αποτελέσματα των φωτοκαταλυτικών πειραμάτων και της μελέτης του μηχανισμού της διεργασίας της φωτοκατάλυσης. Τέλος, στο Κεφάλαιο 6 επισημαίνονται τα συμπεράσματα που διεξήχθησαν και παρουσιάζονται προτάσεις για μελλοντική έρευνα.	el
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Βασιλείου, Παναγιώτα	el
heal.committeeMemberName	Καραγιάννη, Χάιδω-Στεφανία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false