1. Priprava nanokompozitov za čiščenje vod : doktorska disertacijaAjra Hadela, 2021, doktorska disertacija Opis: Naraščajoče število prebivalstva, pojav novih onesnaževal, patogenov ter drugih toksinov po vsem svetu negativno vplivajo na kvaliteto in količino voda ter otežujejo zagotavljanje in pripravo čiste pitne vode. Napredki s področja nanotehnologij ponujajo priložnosti za izboljšanje obstoječih in tudi za razvoj novih tehnologij čiščenja vod.
Nanotehnologija omogoča široke možnosti pri izboljševanju učinkovitosti konvencionalnih metod čiščenja vod z uporabo naprednih filtracijskih in adsorpcijskih nanomaterialov. Nanomateriali imajo zaradi svoje majhnosti ter velike specifične površine v primerjavi s konvencionalnimi materiali večjo adsorpcijsko kapaciteto ter večjo selektivnost do vezave različnih onesnaževal, kot so težke kovine, elementi redkih zemelj in odpadna olja, že pri nižjih koncentracijah. Z nanomateriali lahko dodamo nove funkcionalnosti, zmanjšamo problematično mašenje membran in posledično zmanjšamo potrebe po njihovem čiščenju ter podaljšamo njihovo življenjsko dobo ob zmanjšanju obratovalnih stroškov.
V doktorski disertaciji so predstavljene tehnologije priprave nanomaterialov, nanokompozitov in metode imobilizacije nanomaterialov z namenom aplikacije pripravljenih nanomaterialov na področju odstranjevanja mikrobioloških in organskih onesnaževal iz modelnih vod. Nanomateriale smo pripravljali s poliolno in sol-gel sintezo ter soobarjanjem; nanokompozite pa z nanašanjem pripravljenih nanomaterialov na ali z njihovim vgrajevanjem v različne vlakno-tvorne substrate. S pomočjo elektro-oksidacijske filtracije smo razgrajevali fenol, razbarvali metilen modro barvilo in dezinficirali vodo z redukcijo bakterij E. coli in B. subtilis. Za namen elektro-oksidacijske filtracije smo oblikovali in izdelali prilagojen filtracijski modul. Kot filtracijski material smo uporabili antimikrobne in električno prevodni nanokompozit iz poliamid 6.6 tkanine in srebrovih nanožičk. Z uporabo oleofilno funkcionaliziranih magnetnih nanodelcev smo uspešno adsorbirali odpadno motorno olje iz vodnega medija.
Ključne besede: nanomateriali, nanokompoziti, antimikrobnost, električna prevodnost, elektro-oksidacijska filtracija, adsorpcija olj
Objavljeno v DKUM: 11.10.2021; Ogledov: 1508; Prenosov: 121
 Celotno besedilo (7,75 MB) |
2. Priprava nanokompozita za biomedicinske aplikacijeStanislav Čampelj, Darko Makovec, Luka Škrlep, Mihael Drofenik, 2008, izvirni znanstveni članek Opis: Kompozitni nanodelci, ki vsebujejo superparamagnetno maghemitno jedro, prevlečeno s tanko plastjo amorfnega silicijevega oksida so zelo obetaven material za uporabo v biomedicini. Magnetno jedro omogoča manipulacijo z delci z zunanjim magnetnim poljem, medtem ko plašč amorfnega silicijevega oksida omogoča vezavo različnih molekul na njihovo površino. Vezava različnih organskih molekul, na primer zdravilnih učinkovin, zahteva pripravo nanodelcev, ki imajo na površini sloj funkcionalizacijskih molekul z različnimi funkcionalnimi skupinami.
Funkcionalizacijo nanodelcev smo dosegli s kovalentno vezavo različnih silanskih molekul: (3-aminopropil)trietoksisilan (APS) in viniltrietoksisilan (VTS), na njihovo površino. Reakcija je potekla v mešanici etanola, v katerem je bila predhodno raztopljena izbrana silanska molekula, in stabilne vodne suspenzije kompozitnih nanodelcev. Vezavo različnih silanskih molekul na površino nanodelcev smo spremljali z elektrokinetičnimi meritvami in s konduktometrično meritvijo koncentracije molekul na njihovi površini. Izkazalo se je, da lahko vežemo na delce molekule APS v površinski koncentraciji, ki se sklada s koncentracijo silanolnih skupin na površini amorfnega silicijevega oksida.
Ključne besede: nanodelci, nanokompoziti, silani, zeta-potencial, funkcionalizacija
Objavljeno v DKUM: 17.03.2017; Ogledov: 1567; Prenosov: 139
Celotno besedilo (133,68 KB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
3. Priprava in karakterizacija elektroprevodnih tekstilnih nanosovDamijana Zlatolas, 2016, magistrsko delo Opis: Tekstilni materiali, naravni (celuloza) ali sintetični (polimerni materiali) so večinoma električno neprevodni in ne omogočajo prostega pretoka električnega naboja po svoji strukturi. Posledično to povzroča kopičenje elektrostatičnega naboja na površini tekstilnega materiala, ki nastaja zaradi trenja med neprevodnimi vlakni. Statična elektrika in tveganje elektrostatičnega preboja, predstavlja problem v tekstilnih procesih in končnih aplikacijah.
Cilj raziskovalne naloge je pripraviti električno prevodne sol-gel nanose na osnovi tetraetoksisilana (TEOS) in metiltrietoksisilana (Me-TREOS) a) s prevodnim tetratiafulvalenom (TTF) in b) dopirane s kovinskimi prahi: aluminij (Al), baker (Cu) in železo (Fe). S prevodnimi sol-gel nanosi se bodo modificirala naravna in sintetična tekstilna vlakna. Sol-gel nanose in modificirana vlakna bodo okarakterizirana (SEM mikroskopija, meritve električne prevodnosti in električne upornosti). Drugi del cilja raziskovalne naloge je pripraviti nanokompozite na osnovi poliamida (PA6), ki bo dopira s prevodnimi nanomateriali polianilina PANI, Ag/PANI, s prevodnim titanovim dioksidom (TiO2) in Mn acetatom ter s kombinacijami PANI, TiO2 in Mn acetat. Površinsko bodo obdelana sintetična vlakna s prevodnim nanomaterialom TiO2/Mn acetat. PA6 nanokompozite in prevodne nanomateriale materiale ter modificirana vlakna bodo okarakterizirana (FTIR, TEM, DSC, BET, meritve električne upornosti).
Ključne besede: sol-gel tehnologija, elektro prevodni nanosi, PA6 nanokompoziti, prevodni nanomateriali, tekstilna vlakna
Objavljeno v DKUM: 17.10.2016; Ogledov: 2515; Prenosov: 148
Celotno besedilo (4,57 MB) |
4. VPLIV VGRADNJE NANODELCEV Al(OH)3 NA LASTNOSTI UTRJENIH AKRILNIH KOMPOZITOVAlenka Bunderšek, 2015, doktorska disertacija Opis: V pričujočem delu sem se ukvarjala z vgradnjo ATH nanodelcev v akrilne sisteme. Nanodelci so bili sintetizirani po sol-gel postopku na Nanotesla Institutu v Ljubljani. Za karakterizacijo delcev smo uporabili različne metode. Velikost delcev smo določili z BET metodo, porazdelitev in velikost z DLS, sestavo smo proučili z XRD.
Preliminarne raziskave so pokazale, da je nemogoče pripraviti utrjene nanokompozitne plošče in hkrati ohranili transmisijo PMMA, z neposrednim vnosom ATH koloida v akrilatno vezivo, pripravljeno iz MMA. Zaradi večje kompatibilnosti polimerne matrice in polnila, smo ATH nanodelce integrirali v hidrofilna veziva, izdelana iz monomerov, ki so vsebovali hidroksilno skupino. Iz HEMA, HEA in HPA monomerov smo z radikalsko polimerizacijo v 2-propanolu sintetizirali omenjena hidrofilna veziva z različnimi stopnjami konverzije, ki smo jo zasledovali z metodo določanja suhe snovi. Iz ATH koloida, hidrofilnih veziv in dodatkov smo izdelali predpolimerizacijske mešanice, ki so se med sabo razlikovale glede na uporabljeno hidrofilno vezivo in na vsebnost suhe snovi v vezivu.
V naslednji fazi smo prav tako z radikalsko polimerizacijo MMA izdelali akrilno vezivo, z 20 ± 5 % vsebnostjo suhe snovi. Iz izdelanega akrilnega veziva in predpolimerizacijske mešanice smo pripravili utrjene akrilne nanokompozite v obliki 3 ± 0,2 mm ploščic. Ugotovili smo, da nanodelci upočasnjujejo hitrost polimerizacije. Izdelali smo plošče z 5 ut. % in 10 ut. % predpolimerizacijske mešanice. Nanokompozitnim ploščam smo določili mehanske, termične in optične lastnosti, ter testirali njihovo odpornost na ogenj. Ugotovili smo, da je na lastnosti utrjenih nanokompozitov vplivala tako koncentracija predpolimerizacijske mešanice, kot tudi vezivo, ki smo ga uporabili za izdelavo le-te.
Izdelani nanokompoziti so bili različno odporni na ogenj. Pri spremljanju hitrosti gorenja smo opazili, da so vzorci, ki so vsebovali predpolimerizacijsko mešanico izdelano s HEMA hidrofilnim vezivom goreli počasneje.
V okviru disertacije smo proučevali tudi sinergijske učinke nanodelcev ATH s komercialno dosegljivim TEP. Plošče izdelane z obema dodatkoma so v primerjavi z vzorci, ki so vsebovale le ATH nanodelce pokazale večjo odpornost na ogenj. Vzorci so goreli z zmanjšano hitrostjo ali pa so celo ugasnili.
Poleg samega gorenja, ki predstavlja neposredno nevarnost, med gorenjem nastajajo tudi toksični plini, ki predstavljajo nevarnost za človeka in okolje. Zato smo se odločili in v okviru disertacije izmerili koncentracijo plina CO2 in CO med gorenjem vzorcev, ki sta izkazala največjo odpornost na ogenj. Testiranje je pokazalo, da nanodelci ATH in TEP vplivajo tako na hitrost gorenja, kot tudi na količino nastalih toksičnih plinov. V primeru uporabe omenjenih dodatkov so bile vrednosti merjenih plinov nižje. Vzorec, ki je vseboval nanodelce ATH in TEP, je med samim testiranjem celo ugasnil.
Ključne besede: Nanokompoziti, poli(metil metakrilat), nanodelci, mehanske lastnosti, odpornost na ogenj, aluminijev trihidroksid.
Objavljeno v DKUM: 26.06.2015; Ogledov: 2115; Prenosov: 245
Celotno besedilo (3,69 MB) |
5. Superparamagnetni nanokompoziti na osnovi nanodelcev superparamagnetnega železovega oksida in polimetil metakrilataSašo Gyergyek, 2010, doktorska disertacija Opis: V pričujočem delu sem se ukvarjal s sintezo superparamagnetnih nanokompozitov na osnovi nanodelcev γ-Fe2O3 in PMMA. Nanodelce sem sintetiziral s koprecipitacijo Fe2+/Fe3+ ionov v vodni raztopini. Nanodelce prevlečene z oleinsko ali ricinolejsko kislino sem sintetiziral s koprecipitacijo Fe2+/Fe3+ ionov v vodni raztopini v prisotnosti oleinske oz. ricinolejske kisline. Preliminarne raziskave so jasno pokazale, da je nemogoče pripraviti superparamagnetne nanokompozite γ-Fe2O3 v PMMA matrici brez ustrezne funkcionalizacije površine magnetnih nanodelcev. Iz slik s presevnega elektronskega mikroskopa (TEM) sem zaključil, da je vzorec pripravljen z mešanje nanodelcev γ-Fe2O3 s PMMA v acetonu in kasnejšim obarjanjem polimera v vodi, fazno separiran. Vzorec je sestavljen iz aglomeratov nanodelcev γ-Fe2O3, ki niso vgrajeni v polimerno matrico.
Nanokompozite sem pripravil z obarjalno polimerizacijo PMMA v prisotnosti nanodelcev prevlečenih z oleinsko kislino. Koloidno stabilni suspenziji nanodelcev prevlečenih z oleinsko kislino v n-dekanu sem dodal monomer metil metakrilat. Polimerizacijo monomera sem izvedel pri povišani temperaturi. Delež nanodelcev v nanokompozitu sem kontroliral preko razmerja nanodelci/monomer. S pomočjo TEM analize sem ugotovil, da so nanodelci homogeno porazdeljeni v polimerni matrici. Z višanjem razmerja prehaja mehanizem nastanka polimernih zrn preko homogene v heterogeno nukleacijo. Nanokompozit ohrani superparamagnetno naravo tudi ob vgradnji relativno velikega deleža vgrajenih nanodelcev, do 48 ut. %. Vgradnja velikega deleža magnetnih nanodelcev je razlog za visoko nasičeno magnetizacijo nanokompozitov, do 31 emu/g.
Nanokompozitne delce sem pripravil s polimerizacijo monomera metil metakrilata v prisotnosti nanodelcev v miniemulziji. Koloidno stabilno suspenzijo sestavljeno iz nanodelcev prevlečenih z ricinolejsko kislino, ultrahidrofoba in iniciatorja v monomeru, sem dodal k vodni raztopini surfaktanta. Miniemulzijo sem pripravil s pomočjo ultrazvoka. Polimerizacijo sem izvajala pri povišani temperaturi. S spreminjanjem deleža surfaktanta sem prilagajal povprečni premer nanokompozitnih delcev v razponu med ~25 nm in ~50 nm. Zaradi visokega ζ-potenciala je suspenzija nanokompozitnih delcev v vodi koloidno stabilna. S TEM slik nanokompozitnih delcev sem ugotovil, da so nanokompozitni delci sestavljeni iz nanodelcev, ki tvorijo jedro delca in tankega sloja polimera okrog jedra. V nanokompozitne delce sem uspel vgraditi do 39 ut. % magnetnih nanodelcev, ne glede na velikost nanokompozitnih delcev. Nasičena magnetizacija nanokompozitnih delcev znaša 27 emu/g.
Ključne besede: Superparamagnetizem, magnetni nanodelci, nanokompoziti, koloidi, polimerizacija
Objavljeno v DKUM: 07.04.2010; Ogledov: 4297; Prenosov: 413
Celotno besedilo (5,18 MB) |
6. |
