Ανάπτυξη Τροποποιημένων Νανοσωματιδίων Τιτανίας για Φωτοκαταλυτική Οξείδωση Αέριων Ρύπων

Καραπάτη, Σοφία

dc.contributor.author	Καραπάτη, Σοφία
dc.date.accessioned	2021-12-22T08:55:29Z
dc.date.available	2021-12-22T08:55:29Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54232
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21930
dc.rights	Default License
dc.subject	ΤiO2	el
dc.subject	τροποποίηση	el
dc.subject	φωτοκατάλυση	el
dc.subject	NOx	el
dc.subject	φωτοενεργά τσιμέντα	el
dc.subject	ΤiO2	en
dc.subject	modification	en
dc.subject	photocatalysis	en
dc.subject	NOx	en
dc.subject	photoactive cements	en
dc.title	Ανάπτυξη Τροποποιημένων Νανοσωματιδίων Τιτανίας για Φωτοκαταλυτική Οξείδωση Αέριων Ρύπων	el
dc.contributor.department	Eργαστήριο Νανοσύνθετων & Νανολειτουργικών Υλικών, ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος	el
heal.type	doctoralThesis
heal.secondaryTitle	Development of Modified Titania Nanoparticles for Photocatalytic Oxidation of Air Pollutants	en
heal.generalDescription	Αντικείμενο της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής ήταν η ανάπτυξη τροποποιημένων νανοσωματιδίων TiO2 με στρώμα επιφανειοδραστικών ενώσεων ικανό να μειώσει τη συσσωμάτωση του ημιαγωγού και να ενισχύσει σημαντικά τη φωτοκαταλυτική του δραστικότητα για την οξείδωση και απομάκρυνση αέριων ρύπων (ΝΟx) σε σχέση με την μη επεξεργασμένη τιτανία. Τα επεξεργασμένα και μη επεξεργασμένα νανοσωματίδια τιτανίας αξιοποιήθηκαν στη συνέχεια για την ανάπτυξη νανολειτουργικών δομικών επιφανειών και συγκεκριμένα φωτοενεργών τσιμεντοειδών υλικών και χρωμάτων εξωτερικού και εσωτερικού χώρου. Σκοπός ήταν η ενισχυμένη απορρύπανση των αέριων ρύπων ΝΟx των σύνθετων δομικών υλικών στα οποία έχει ενσωματωθεί τροποποιημένο TiO2 σε σχέση με τη χρήση του μη τροποποιημένου TiO2. Η επίτευξη των παραπάνω στόχων καθιστούν τις συνθέσεις τροποποιημένων υλικών κατάλληλες για αστικές βιομηχανικές εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, οι οποίες θα έχουν θετικό οικολογικό αντίκτυπο και θα συμβάλλουν στη βελτίωση της υγείας και της ποιότητας ζωής των κατοίκων των μεγάλων αστικών κέντρων.	el
heal.classification	Νανοτεχνολογία & Περιβάλλον	el
heal.classification	Νanotechnology & Environment	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-06-11
heal.abstract	Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή πραγματοποιήθηκε επεξεργασία νανοσωματιδίων τιτανίας με τροποποιητές διαφορετικής υδροφιλικότητας και υδροφοβικότητας σε μονοφασικό (νερό ή αιθανόλη) και διφασικό (νερό/τολουένιο) σύστημα διαλυτών. Μελετήθηκε, επίσης, η συνεργιστική δράση αυτών των ιδιοτήτων και στις δύο περιπτώσεις. Ως πηγή TiO2 χρησιμοποιήθηκε ο εμπορικός φωτοκαταλύτης της Evonic Degussa, P25. Σημαντικό μέρος των εργασιών αποτέλεσε η μελέτη της συνεργιστικής δράσης των τροποποιημένων φωτοκαταλυτών με δομικά υλικά όπως τσιμέντο και χρώματα. Σε αυτήν την κατεύθυνση παρασκευάστηκε φωτοενεργό λευκό τσιμέντο με συστάσεις 2.5, 1 και 0.5 % w/w, καθώς και σύνθετα φωτοκαταλυτικά χρώματα με έως και 20 % w/w τροποποιημένου και μη φωτοκαταλύτη. Η κατανομή μεγέθους και το επιφανειακό φορτίο των νανοσωματιδίων του τροποποιημένου φωτοκαταλύτη σε υδατικούς ή οργανικούς μη πολικούς διαλύτες και οι πιθανοί δεσμοί τους με τον τροποποιητή προσδιορίστηκαν με διάφορες τεχνικές όπως η Δυναμική Σκέδαση Φωτός (DLS), η Θερμική Ανάλυση (TG/DTA/DTG) και η Φασματοσκοπία Υπερύθρου (FT-IR) αντίστοιχα. Η μορφολογία των σωματιδίων μελετήθηκε με την τεχνική της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Διελεύσεως (TEM). Ο υπολογισμός του ενεργειακού χάσματος των υπό εξέταση υλικών πραγματοποιήθηκε μέσω της μεθόδου της Διάχυτης Ανάκλασης (Diffuse Reflectance). Χρησιμοποιήθηκε, επίσης, η πρότυπη μέθοδος ISO/DIS 22197–1:2016 προκειμένου να αξιολογηθεί η φωτοενεργότητα των σύνθετων υλικών ως προς την οξείδωση του αέριου ρύπου NO. Όλα τα τροποποιημένα υλικά παρουσίασαν καλύτερη φωτοκαταλυτική δραστικότητα σε σύγκριση με το Ρ25, τόσο ως προς την οξείδωση του αέριου ρύπου ΝΟ (έως και 5 φορές μεγαλύτερη) όσο και ως προς τον καθαρισμό του αέρα και από τους δύο ρύπους, το ΝΟx και το παραγόμενο ως ενδιάμεσο προϊόν ΝΟ2. Αναλυτικότερα, οι βέλτιστες φωτοκαταλυτικές ιδιότητες παρουσιάζονται για τα σύνθετα υλικά που έχουν τροποποιηθεί με υδρόφιλες επιφανειοδραστικές ουσίες σε μονοφασικό σύστημα με διαλύτη νερό. Η φωτονική αποδοτικότητα των σύνθετων δομικών υλικών τσιμέντου με τιτανία που έχει τροποποιηθεί με συνδυασμό υδρόφοβων και υδρόφιλων ενώσεων σε διφασικό σύστημα διαλυτών νερού/τολουενίου παρουσίασε τη μεγαλύτερη βελτίωση σε σχέση με τη χρήση του εμπορικού φωτοκαταλύτη. Η διερεύνηση της «τοπογραφίας» και της ανάλυσης της σύνθεσης των φωτοκαταλυτικών τσιμεντοειδών υλικών πραγματοποιήθηκε με την τεχνική της Hλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης Σκεδαζόμενης Ενέργειας Ακτίνων Χ (SEM-EDAX). Επιπροσθέτως, στην περίπτωση των φωτοενεργών χρωμάτων με τροποποιημένη τιτανία με συνδυασμό υδρόφιλων και υδρόφοβων οργανικών ομάδων, παρατηρήθηκε βελτιωμένη μακροπρόθεσμη φωτοκαταλυτική συμπεριφορά συνοδευόμενη από 25 % επιπλέον απομάκρυνση ρύπων ΝΟx σε σχέση με τη χρήση μη τροποποιημένης τιτανίας. Λέξεις κλειδιά: ΤiO2, τροποποίηση, φωτοκατάλυση, NOx, φωτοενεργά τσιμέντα και χρώματα	el
heal.sponsor	“ARISTON – Development of nonofunctional building surfaces for a secure & clean environment” (1/11/2011-17/06/2014).	el
heal.advisorName	Τράπαλης, Χρήστος
heal.advisorName	Δημοτίκαλη, Δήμητρα
heal.committeeMemberName	Δημοτίκαλη, Δήμητρα
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα
heal.committeeMemberName	Τράπαλης, Χρήστος
heal.committeeMemberName	Θεοδώρου, Θεόδωρος
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	197
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false