heal.abstract |
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής μελέτης είναι η παρασκευή και ο χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών οξειδίου του γραφενίου και συγκεκριμένα η διακόσμηση με δισεληνίδιο του μαγγανίου και η εξέταση της καταλληλότητας του τελικού υλικού για κατασκευή ηλεκτροδίων σε υπερπυκνωτές. Το οξείδιο του γραφενίου είναι ένα 2D υλικό το οποίο αποτελείται από άτομα άνθρακα, διατεταγμένα σε ένα εξαγωνικό πλέγμα, πάχους ενός ατόμου, τα οποία είναι συνδεμένα με άτομα υδρογόνου και οξυγόνου που προκύπτουν από την οξείδωση γραφιτικών κρυστάλλων. Λόγω των θερμικών, ηλεκτρικών και χημικών ιδιοτήτων του τα νανοϋβριδικά υλικά αποτελούμενα από GO και ενώσεις χαλκογενιδίων είναι ιδανικά για χρήσεις σε συσκευές αποθήκευσης ενέργειας όπως μπαταρίες, υπερπυκωτές ή κυψελίδες καυσίμων, για ενίσχυση κεραμικών ή πολυμερικών μητρών, σε οπτοηλεκτρονικές ή μνημονικές συσκευές, σε συσκευές
υγρών κρυστάλλων, χημικούς αισθητήρες, οθόνες αφής και τρανζίστορ, για τη κατασκευή βιοαισθητήρων, αισθητήρων αερίων και συστήματα στοχευμένης μεταφοράς φαρμακευτικών ουσιών αλλά και φίλτρα. Το θεωρητικό μέρος της παρούσας εργασίας αποτελεί μια ανάλυση των ιδιοτήτων, των τρόπων παρασκευής και, κυρίως, των εφαρμογών του γραφενίου και του οξειδίου του γραφενίου. Στη συνέχεια, στο πειραματικό μέρος περιγράφεται η πειραματική διαδικασία για τη σύνθεση του οξειδίου του γραφενίου με τροποποιημένη μέθοδο Hummers και των νανοϋβριδικών υλικών GO/MnSe2 με τη μέθοδο της ηλεκτροστατικής αυτοσυναρμολόγησης, μιας διαλυτοθερμικής μεθόδου υποβοηθούμενης από μικροκύματα. Στη σύνθεση των
νανοσύνθετων υλικών χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές ποσότητες, τύποι αντιδραστηρίων και συνθήκες αντίδρασης. Στη συνέχεια, γίνεται παρουσίαση και σχολιασμός των αποτελεσμάτων από την εξέταση των τελικών προϊόντων με διάφορες τεχνικές χαρακτηρισμού. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε περίθλαση ακτινών-Χ, φασματοσκοπία υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier, φασματοσκοπία Raman και ηλεκτρονιακή μικροσκοπία σάρωσης. Από τις μεθόδους αυτές προέκυψε η επιτυχημένη σύνθεση νανοϋβριδικού υλικού GO/MnSe2 σε ορισμένα δείγματα και ελήφθησαν πληροφορίες για τη μορφολογία, τη δομή του νανοσύνθετου υλικού καθώς και το μέγεθος και τη κατανομή των νανοδομών MnSe2. Τέλος, με τη χρήση κυκλικής
βολταμετρίας, βολταμετρίας γραμμικής σάρωσης και μέτρηση ηλεκτροχημικής αντίστασης υπολογίστηκε η χωρητικότητα ηλεκτροδίου που κατασκευάστηκε με το νανοϋβριδικό υλικό η οποία αν και μέτρια δύναται να αυξηθεί με τροποποιήσεις στη σύνθεση. |
el |