Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών τελειών
άνθρακα-διοξειδίου του τιτανίου και μελέτη επίδρασης σε
φωτοκαταλυτικές εφαρμογές

Ταβλαρίδη, Άννα-Μαρία; Tavlaridi, Anna-Maria

dc.contributor.author	Ταβλαρίδη, Άννα-Μαρία	el
dc.contributor.author	Tavlaridi, Anna-Maria	en
dc.date.accessioned	2025-01-20T11:24:53Z
dc.date.available	2025-01-20T11:24:53Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60889
dc.rights	Default License
dc.subject	Tελείες άνθρακα	el
dc.subject	Διοξείδιο του τιτανίου	el
dc.subject	Νανοϋβριδικά υλικά	el
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.subject	Μπλε του μεθυλενίου	el
dc.subject	Carbon dots	en
dc.subject	Titanium dioxide	en
dc.subject	Nanohybrid materials	en
dc.subject	Photocatalysis	en
dc.subject	Methylene blue	en
dc.title	Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοϋβριδικών υλικών τελειών άνθρακα-διοξειδίου του τιτανίου και μελέτη επίδρασης σε φωτοκαταλυτικές εφαρμογές	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Νανοτεχνολογία, περιβαλλοντικές εφαρμογές	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-06-04
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη σύνθεση και τον χαρακτηρισμό των νανοϋβριδικών υλικών τελειών άνθρακα με διοξείδιο του τιτανίου, καθώς και στη μελέτη εφαρμογής τους στη φωτοκατάλυση διερευνώντας την απόδοση φωτοκαταλυτικής δράσης τους για την οξείδωση της χρωστικής ουσίας μπλε του μεθυλενίου. Τα τελευταία χρόνια, το επιστημονικό ενδιαφέρον έχει στραφεί προς τη μελέτη και τη σύνθεση νανοϋβριδικών υλικών με βάση τον άνθρακα, γεγονός το οποίο οφείλεται στις εξαιρετικές φυσικοχημικές, οπτικοηλεκτρονικές και βιολογικές ιδιότητες που παρουσιάζουν, με αποτέλεσμα την αξιοποίησή τους σε πληθώρα εφαρμογών. Από την άλλη, το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2), αποτελεί ένα από τα πιο ευρέως μελετώμενα οξείδια μετάλλων των τελευταίων ετών, κυρίως λόγω της πληθώρας εφαρμογών που προσφέρει. Οι τελείες άνθρακα (CDs), με τις ηλεκτρονικές ιδιότητες τους, σε συνδυασμό με τις εξαιρετικές φωτοκαταλυτικές ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου μπορούν να αποτελέσουν βασικά νανοϋβριδικά υλικά για τη μελέτη της διεργασίας της φωτοκατάλυσης, η οποία αποτελεί μια καίρια μέθοδο για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων και επικίνδυνων ενώσεων. Από την άλλη, το μπλε του μεθυλενίου (methylene blue, MB), χρωστική που χρησιμοποιείται ευρέως στην κλωστοϋφαντουργία, κατά τη διαδικασία βαφής, απελευθερώνεται στα λύματα, γεγονός το οποίο προκαλεί ρύπανση στο οικοσύστημα, ευτροφισμό και διαταραχές στην υδάτινη ζωή και αποτελεί ανάγκη η απομάκρυνσή της. Βέβαια, λόγω των πολύπλοκων αρωματικών δομών, της υδρόφιλης φύσης και της υψηλής σταθερότητας έναντι του φωτός, της θερμοκρασίας, του νερού, των χημικών ουσιών, το MB δεν μπορεί να υποβαθμιστεί μέσω της συμβατικής διαδικασίας επεξεργασίας νερού, οπότε εξετάζονται άλλες φυσικές μέθοδοι, όπως η προσρόφηση και η φωτοκατάλυση για την αποικοδόμησή του. Για το λόγο αυτό, στην παρούσα μελέτη διερευνάται η φωτοκαταλυτική αποικοδόμηση των νανοϋβριδικών υλικών TiO2/CDs με σκοπό την αποικοδόμηση της χρωστικής ουσίας ΜΒ. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκε η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός υβριδικών υλικών βασισμένα σε τελείες άνθρακα και τιτανίας για αξιολόγηση της φωτοκαταλυτικής τους δράσης στην αποδόμηση της χρωστικής μπλε του μεθυλενίου (methylene blue, MB). Αναλυτικότερα, παρασκευάστηκαν τελείες άνθρακα νοθευμένες με άζωτο μέσω της υδροθερμικής μεθόδου και διοξείδιο του τιτανίου νοθευμένο με άζωτο, χρησιμοποιώντας ισοπροποξείδιο του τιτανίου σε διάλυμα αμμωνίας (N-TiO2). Κατόπιν, χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικά είδη διοξειδίου του τιτανίου (εργαστηριακή σκόνη τιτανίας N-TiO2 και εμπορική σκόνη τιτανίας, PCN) για τη σύνθεση υβριδικών υλικών με CDs μέσω της διαλυτοθερμικής μεθόδου. Με σκοπό την μελέτη επίδρασης της συγκέντρωσης των CDs στα υβριδικά υλικά προστέθηκαν τρεις διαφορετικές συγκεντρώσεις CDs στην N-TiO2 και PCN και συντέθηκαν συνολικά 6 δείγματα, των οποίων εξετάστηκε η φωτοκαταλυτική τους δράση. Τα δείγματα (CDs, N-TiO2, PCN και τα αντίστοιχα νανοϋβριδικά υλικά) χαρακτηρίστηκαν μέσω αναλυτικών μεθόδων (FT-IR, XRD, TEM, UV-Vis, PL). Με βάση τα αποτελέσματα που διεξήχθησαν, αποδείχθηκε επιτυχής η σύνθεση των τελειών άνθρακα, του διοξειδίου του τιτανίου, καθώς και των αντίστοιχων νανοϋβριδικών υλικών. Τα νανοϋβριδικά υλικά, κατάφεραν με επιτυχία να οξειδώσουν τη χρωστική MB και συγκεκριμένα παρουσίασαν καλύτερη απόδοση φωτοκαταλυτικής αποδόμησης της χρωστικής MB συγκριτικά με τους φωτοκαταλύτες τιτανίας, καθώς τα ποσοστά πλησίασαν το 99%.	el
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	165 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false