1. Sinteza in karakterizacija katalizatorjev na osnovi mezoporozne silikeKatarina Zavrl, 2024, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati in okarakterizirati kislinske katalizatorje na osnovi mezoporozne silike MCM-41 in SBA-15. Na siliko smo z metodo mokre impregnacije vezali Al³⁺ in Ni²⁺ ione, ter učinkovitost katalizatorjev preverjali z modelno reakcijo esterifikacije miristinske kisline v metil miristat, kjer smo največjo presnovo dosegli s katalizatorjem Al-SBA-15. Sintetizirane katalizatorje smo okarakterizirali z Brunauer-Emmett-Tellerjevo metodo, dinamičnim sipanjem svetlobe, diferenčno dinamično kalorimetrijo, infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo, vrstično elektronsko mikroskopijo in NH3 temperaturno programirano desorpcijo. Na osnovi rezultatov karakterizacije sklepamo na prisotnost Si-O-Si in Si-OH skupin ter prisotnost močnih in šibkih kislinskih mest. V povprečju je bila specifična površina katalizatorjev na osnovi MCM-41 914,6 m2 g-1, povprečna velikost delcev 300,6 nm, specifična površina katalizatorjev na osnovi SBA-15 pa 664,6 m2 g-1 ter velikost delcev 1092,0 nm. Ključne besede: mezoporozna silika, MCM-41, SBA-15, heterogena kataliza, esterifikacija miristinske kisline Objavljeno v DKUM: 04.09.2024; Ogledov: 61; Prenosov: 18
Celotno besedilo (5,04 MB) |
2. Vpliv površinske funkcionalizacije anizotropnih magnetnih struktur z amini na njihovo aktivnost za aldolno kondenzacijo : magistrsko deloJan Opara, 2022, magistrsko delo Opis: Aldolne reakcije uvrščamo med pomembne reakcije za tvorbo C-C vezi. Med zanimivimi spojinami, uporabljenimi v aldolni kondenzaciji, je hidroksimetilfurfural, ki je prekurzor za veliko uporabnih spojin. Z reakcijo aldolne kondenzacije hidroksimetilfurfurala se pridobijo uporabne molekule na področjih farmacije in zelene energije. Aldolne kondenzacije se najpogosteje izvajajo v prisotnosti močne baze, kisline ali kovinskega katalizatorja. Ti katalizatorji pa imajo slabosti. Močne kisline in baze zaradi visoke reaktivnosti niso primerne za vse reagenčne materiale. Prav tako so škodljive okolju in se ob industrijski uporabi le teh ustvari veliko odpadnega materiala. Kovinski katalizatorji teh pomanjkljivosti nimajo, imajo pa slabost visoke tržne cene.
V zadnjih desetletjih se je uporaba magnetnih struktur v kemiji močno povečala. Zaradi magnetnih lastnosti se lahko magnetni katalizatorji enostavno regenerirajo po reakciji in znatno zmanjšajo stroške porabe katalizatorja. Magnetne strukture imajo velike aktivne površine, tako omogočajo vezavo velikega števila aminskih funkcionalnih skupin. Posledično povečajo aktivnost magnetnih katalizatorjev. Aminosilani se uvrščajo med šibke baze, zato se zniža škodljivost odpadnih materialov. Z uporabo magnetnih struktur, prevlečenih z aminosilani, bi lahko odpravili težave, ki se pojavljajo pri uporabi močnih baz in kislin ter kovinskih katalizatorjev v reakciji aldolne kondenzacije.
V magistrskem delu sem pripravil hidrotermalno sintetizirane anizotropne magnetne nanodelce, prevlečene z alumino, in anizotropne magnetne nanodelce, prevlečene s siliko. Magnetne nanodelce sem dodatno prevlekel z aminosilani (3-aminopropil)trietoksisilan, 3-(2-aminoetilamino)propilmetildimetoksisilan in 1-(3-(trietiloksilil)propil)imidazol, nato pa sem se osredotočil na vpliv magnetnih struktur, prevlečenih z aminosilani, v katalizi aldolnih kondenzacij. Proučeval sem vpliv spreminjanja pogojev pri vezavi (3-aminopropil)trietoksisilana na ζ-potencial hidrotermalno sintetiziranih magnetnih nanodelcev, prevlečenih s plastjo (3-aminopropil)trietoksisilana, in vpliv pripravljenih magnetnih struktur s prevlekami na aldolno kondenzacijo hidroksimetilfurfurala.
Vezave aminosilanov sem preveril z meritvami ζ-potenciala, analiza vsebnosti reakcijske zmesi v aldolni kondenzaciji pa se je opravila s plinsko kromatografijo-masno spektrometrijo. Na osnovi dobljenih rezultatov sem potrdil uspešnost prevlečenja magnetnih struktur z aminosilani in uspešnost katalize aldolne kondenzacije hidroksimetilfurfurala z magnetnimi strukturami, prevlečenimi z aminosilani. Ključne besede: hidroksimetilfurfural, silika, alumina, aminosilani, aldolna kondenzacija, anizotropni magnetni nanodelci, koloidna suspenzija Objavljeno v DKUM: 26.09.2022; Ogledov: 623; Prenosov: 48
Celotno besedilo (3,69 MB) |
3. Sinteza in karakterizacija kovinskih kislinskih katalizatorjev : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeKatja Gole, 2021, diplomsko delo Opis: Namen diplomske naloge je bil sintetizirati kovinsko kislinski katalizator s postopkom mokre impregnacije, ki bo skupaj s kovinskimi ioni funkcionaliziran mezoporozni silikatni nosilec. Učinkovitost katalizatorja smo preverjali z reakcijo esterifikacije miristinske kisline z metanolom. V začetku je bila kot nosilec kovinskih ionov predvidena mezoporozna silika SBA-15, kasneje smo sintetizirali mezoporozni nosilec MCM-41, ki se je z vezanimi kovinskimi Al3+ ioni izkazal za učinkovitega pri esterifikaciji. Z rezultati, dobljenimi z analizo vzorcev s HPLC, smo izračunali presnovo kisline v ester. Sledila je karakterizacija katalizatorja z metodami DLS, DSC, TGA, BET, FTIR in kemisorpcijo z NH3. Iz rezultatov karakterizacije Al-MCM-41 ugotavljamo, da je največja zastopanost delcev z velikostjo 642,2 nm, medtem ko je povprečna velikost 596,4 nm. Material ima specifično površino 828,17 m2 g-1 s premerom por 2,97 nm. Prisotna je funkcionalna skupina Si-O-Si. V katalizatorju razen vezane vode ni bilo zaznanih drugih primesi. Ugotovili smo, da ima katalizator srednje do močna aktivna kislinska mesta. Ključne besede: mezoporozna silika, kovinski katalizator, Al-MCM-41, esterifikacija Objavljeno v DKUM: 08.09.2021; Ogledov: 1358; Prenosov: 140
Celotno besedilo (3,76 MB) |
4. Enkapsulacija hlapnih organskih spojin v nano/mikrokapsule iz biorazgradljivih in okolju prijaznih polimerov : magistrsko deloStipana Šandrić, 2020, magistrsko delo Opis: Za izdelavo magistrske naloge na to temo smo se odločili zaradi porasta uporabe pesticidov v preteklih nekaj letih. Namen same naloge je bila priprava nano/mikrokapsul iz biorazgradljivih polimerov, ki služijo kot nosilci biopesticida citriodiol. V laboratoriju smo izvedli sintezo mezoporoznega amorfnega silicijevega dioksida (silike) in nadaljnjo funkcionalizacijo mezoporoznega amorfnega silicijevega dioksida z razvejanim polietileniminom, da bi dobili funkcionalne nano/mikrokapsule kot dostavni sistem pesticidov. V sintetizirane nano/mikrokapsule smo enkapsulirali biopesticid citriodiol. S pomočjo različnih analiznih meritev smo primerjali dobljene vzorce mezoporozne silike in mezoporozne silike s polietileniminom. Velikost pridobljenih kapsul smo določili s pomočjo določitve velikosti delcev, disperznega indeksa in zeta potenciala. Za določitev morfološkega izgleda kapsul in določanje poroznosti pa smo uporabili vrstično elektronsko mikroskopijo SEM in Brunauer-Emmet-Tellerovo BET metodo. Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo smo uporabili za pridobivanje spektrov vzorcev z namenom določitve elementarne sestave. Dokazali smo prisotnost citriodiola znotraj kapsule, ne pa na sami površini. Z metodo plinske kromatografije smo določili hlapnost citriodiola v (mg/L) v zadanem časovnem intervalu (min). Dobljeni rezultati in spoznanja tekom izdelave magistrske naloge lahko služijo kot model za enkapsulacijo komercialno zelo uporabljenega pesticida, imenovanega klomazon. Ključne besede: citriodiol, enkapsulacija, mezoporozna silika, nano/mikrokapsule, hlapne organske spojine, polietilenimin Objavljeno v DKUM: 02.07.2020; Ogledov: 1432; Prenosov: 118
Celotno besedilo (2,52 MB) |
5. Enkapsulacija aditivov s protikorozijskim delovanjem : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeTina Mihelčič, 2019, diplomsko delo Opis: Diplomsko delo opisuje pripravo samoobnovljivih protikorozijskih premazov, ki vsebujejo mikrokapsule. Vsebina mikrokapsule se ob določenem vplivu kontrolirano sprosti na površino premaza, prekrije površino in preprečuje nastanek korozije na tem mestu. Mikrokapsule smo sintetizirali s pomočjo mešanice organske in vodne faze. Obliko in velikost kapsul smo analizirali z IR-spektroskopijo ter na vrstičnem elektronskem mikroskopu. Ugotovili smo, da imajo mikrokapsule, pripravljene z magnetnim mešalom, bolj homogeno obliko kot mikrokapsule, pripravljene s homogenizatorjem. Z merjenjem IR-spektra smo ugotavljali prisotnost aktivne komponente na ovoju in v notranjosti mikrokapsul. Ujemajoči IR-spektri silika mikrokapsul in aktivne komponente so potrdili prisotnost le te v notranjosti.
Nastale mikrokapsule smo nato vmešali v premazno smolo na vodni osnovi in premaze nanesli na kovinske vzorce aluminija AA2024. Premazanim vzorcem smo izmerili kontaktne kote in izračunali prosto površinsko energijo. Izkazalo se je, da se hidrofobnost poveča, če so v premazni smoli dodane mikrokapsule z dodatkom hidrofobnih molekul. Debelino premaza smo določili z vrstično elektronsko mikroskopijo. V elektrolitski celici pa smo izmerili hitrost nastanka korozije. Iz meritev je razvidno, da so premazi z dodanimi mikrokapsulami bolj protikorozijsko učinkoviti kot premazna smola. Ključne besede: mikrokapsule, protikorozijski premaz, samoobnovljivi material, silika mikrokapsule Objavljeno v DKUM: 10.10.2019; Ogledov: 1184; Prenosov: 105
Celotno besedilo (2,57 MB) |
6. Razvoj NiCu nanodelcev z različnimi funkcionalnimi oblogamiBarbara Kaker, 2017, magistrsko delo Opis: Magistrsko delo predstavlja sintezo superparamagnetnih nanodelcev sestave Ni67,5Cu32,5, s sol-gel metodo, v različnih funkcionalnih oblogah iz silike. Namen magistrskega dela je bila modifikacija površine oz. prevleke nanodelcev s funkcionalnimi skupinami preko in situ uporabe prekurzorja tetraetil ortosilikata (TEOS) oz. kombinacije tega s prekurzorji (3-aminopropil) trietoksisilan (APTES), feniltrietoksisilan (FTES), viniltrietoksisilan (VTES) in bis-1,2-(trietoksisilil) etan (BTSE). Za nastanek končnih magnetnih nanodelcev smo vzorce homogenizirali v peči Bosio in reducirali nastale okside v cevni peči pri 850 °C in času 6 h v inertni atmosferi Ar/H2. Želeli smo oceniti vpliv uporabe različnih funkcionalnih prekurzorjev na osnovne lastnosti nanodelcev in proučiti razlike v površini oz. funkcionalnosti prevlek.
Ni67,5Cu32,5 nanodelce smo okarakterizirali z različnimi analiznimi tehnikami. Kemijsko sestavo nanodelcev smo določili z rentgensko praškovno difrakcijo (RTG) in FTIR spektroskopijo. Potrdili smo odsotnost nemagnetnih oksidov v vzorcih in prisotnost obloge iz silike. S termogravimetrično analizo (TGA) smo določili Curiejeve temperature (Tc) in opazovali termični razkroj nanodelcev. Različno oblečeni nanodelci izkazujejo odstopanja v Tc, ki so z dodatno optimizacijo primerne za namene magnetne hipertermije. S transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM) smo ugotovili, da so nanodelci sferični in monodisperzni v matrici silike. Nanodelci so veliki med 5 nm in 20 nm. Z magnetnimi meritvami smo določili pričakovano magnetizacijo delcev, ki je odvisna od njihove velikosti ter vrste in debeline uporabljene prevleke. Z BET analizo smo proučevali specifično površino in poroznost, ki se je prav tako spreminjala glede na razlike v funkcionalnih prekurzorjih. Meritve stičnih kotov na vzorcih nanodelcev, pripravljenih v obliki tankega filma, nakazujejo prisotnost funkcionalnih skupin na površini delcev, ki vplivajo na spremembe v hidrofilnosti oz. hidrofobnosti prevleke. Sintetizirani Ni67,5Cu32,5 nanodelci so potencialno uporabni pri terapevtski hipertermiji in razvoju nanozdravil. Ugotovili smo, da lahko s pripravo funkcionalnih oblog do določene mere spreminjamo karakteristike NiCu nanodelcev. Ključne besede: NiCu nanodelci, sol-gel, Curiejeva temperatura, magnetna hipertermija, silika prekurzor, funkcionalna prevleka Objavljeno v DKUM: 21.04.2017; Ogledov: 2078; Prenosov: 186
Celotno besedilo (2,67 MB) |
7. Sinteza magnetnih nanodelcev, funkcionaliziranih s tanko plastjo silikeStanislav Čampelj, Darko Makovec, Marjan Bele, Mihael Drofenik, Janko Jamnik, 2007, izvirni znanstveni članek Opis: V prispevku opisujemo pripravo maghemitnih nanodelcev prevlečenih s siliko. Postopek je potekal v treh ločenih stopnjah. V prvi smo delce sintetizirali s koprecipitacijo ionov Fe[na]{2+} in Fe[na]{3+}. V drugi smo delce prevlekli s citronsko kislino, da bi preprečili aglomeracijo, in jih dispergirali v vodi. Uspešnost dispergiranja smo spremljali z ugotavljanjem masnega deleža delcev, dispergiranih v vodi. Vsebnost delcev je odvisna od pH-vrednosti pri kateri secitronska kislina adsorbira na površini in koncentracije raztopljene citronske kisline. Tretja stopnja postopka je vsebovala prevlačenje nanodelcev s siliko, ki je potekalo v vodni suspenziji. Ključnega pomena za uspešno prevlačenje nanodelcev s siliko je stabilnost suspenzije nanodelcev oblečenih s citronsko kislino. Ključne besede: maghemit, nanodelci, citronska kislina, silika, vodna suspenzija Objavljeno v DKUM: 23.03.2017; Ogledov: 1516; Prenosov: 132
Celotno besedilo (731,75 KB) Gradivo ima več datotek! Več... |
8. VPLIV PIROGENEGA SiO2 IN Al2O3 NA REOLOŠKE LASTNOSTI PRAŠKASTEGA LAKATomaž Rozoničnik, 2016, diplomsko delo Opis: Praškasti lak je, kot že ime pove, sestavljen iz prašnih delcev. Prah je suha trdna snov, sestavljena iz velikega števila finih delcev in ob stresanju prosto teče. Ima lastnosti trdnega materiala, obenem pa tudi lastnosti, podobne tekočinam. Za uspešno nanašanje praškastega laka na objekt mora le-ta dobro teči, kar pomeni, da se ustrezno zmeša z zrakom in fluidizira, obenem pa se mora ob elektrostatskem lakiranju dovolj naelektriti in oprijeti lakiranega objekta. Omenjene lastnosti niso vedno optimalne, zato jih izboljšujemo z dodajanjem različnih dodatkov. V glavnem gre za pirogene nano materiale, ki obdajo delce praškastega laka in delujejo kot mazivo, po mehanizmu, ki je podoben delovanju kroglic v krogličnem ležaju.
Pri praktičnem delu v laboratoriju smo pirogeni material s pomočjo mešanja porazdelili med delce praškastega laka. Na površini delcev praškasti lak tvori tanek sloj, ki deluje kot mazivo in omogoča neovirano drsenje delcev drug ob drugem. S poskusi smo skušali ugotoviti optimalni delež različnih fluidizacijskih dodatkov v praškastem laku. Že manjši dodatek precej poveča fluidizacijo in izboljša tečenje prahu. Z nadaljnim dvigovanjem deleža se fluidizacija do določene mere povečuje, nato doseže maksimalno vrednost, nakar se zaradi presežka fluidizacijskega sredstva, ki samo po sebi slabo teče, zopet poslabša.
Reološke lastnosti prahu smo določali z reometrom FT4, ki deluje po principu določanja navora, potrebnega za vrtenje rotacijskega telesa. Meritve so bile ponovljive in v veliki meri avtomatizirane. Poleg tega smo pripravljenim vzorcem določali nasipni kot ter opazovali obnašanje prahu pri lakiranju in lastnosti zapečenega praškastega laka. Vzorce prahu smo opazovali tudi s pomočjo elektronskega mikroskopa in tako dobili vpogled v strukturo posameznih materialov.
Pomembna je bila tudi granulacijska sestava prahu. Ugotovili smo, da večji delež finih delcev fluidizacijo zaradi velike specifične površine poslabša. Preveč grobi delci potrebujejo več energije za svoje premikanje, kar zopet ne vpliva najbolje na tečenje prahu.
Opaziti je bilo tudi razliko med različnimi fluidizacijskimi dodatki, kar izhaja iz njihove različne granualcije, kemijske sestave in površinske obdelave. Ključne besede: praškasti lak, praškasti premaz, SiO2, pirogena silika, Al2O3, fluidizacija, reometer FT4 Objavljeno v DKUM: 16.09.2016; Ogledov: 2543; Prenosov: 162
Celotno besedilo (5,48 MB) |
9. Magnetni nanodelci na osnovi zlitin NiCu in NiCr za uporabo v samoregulativni magnetni hipertermijiJanja Stergar, 2014, doktorska disertacija Opis: V doktorskem delu smo obravnavali sintezo in karakterizacijo nanodelcev zlitin NiCu in NiCr za uporabo v samoregulativni magnetni hipertermiji.
V prvem delu smo pripravili zlitine NiCu in NiCr s tremi različnimi sinteznimi postopki: mehansko mletje, sinteza s pomočjo mikroemulzij in sol-gel metoda, pri čemer smo preučevali reakcijske pogoje posamezne sinteze. Sledila je karakterizacija pridobljenih zlitin s pomočjo rentgenske praškovne difrakcije, transmisijske elektronske mikroskopije, magnetnih meritev, meritev Curiejeve temperature in kalorimetričnih meritev.
S pomočjo mehanskega mletja smo uspeli sintetizirati zlitine NiCu in NiCr, z različnimi sestavami, v inertni atmosferi dušika. Kot rezultat smo dobili superparamagnetne nanodelce, njihova ocenjena velikost je okrog 14 nm za NiCu in 11 nm za NiCr. Pomerjene vrednosti Curiejevih temperatur rastejo z naraščanjem vsebnosti niklja. Vzorca sestave Ni72Cr28 in Ni72.5Cu27.5 imata Curiejevo temperaturo, ki je v območju od 42 °C do 46 °C, kar ustreza uporabi v magnetni hipertermiji. Pod vplivom zunanjega izmeničnega magnetnega polja se delci zelo dobro odzivajo. Dosežene stacionarne temperature so prav tako v območju uporabe v magnetni hipertermiji. S pomočjo transmisijske elektronske mikroskopije smo ugotovili, da je porazdelitev velikosti delcev široka, da so sintetizirani nanodelci sestavljeni iz večjih agregatov, da so nehomogeni, kar pripisujemo posledicam mehanskega mletja.
S pomočjo mikroemulzijske metode smo sintetizirali nanodelce zlitin NiCr in NiCu, ti imajo ožjo porazdelitev velikosti, vendar pa so nehomogeni, saj so oksidacijski potenciali kovin različni in dobimo tako imenovano "core-shell" strukturo. Homogenizacija pri zlitinah NiCr ni bila uspešna, medtem ko smo zlitine NiCu uspeli ustrezno prevleči z 10 nm plastjo silike oziroma smo jih vgradili v matrici NaCl, da smo preprečili aglomeracijo med samo homogenizacijo. Homogenizacija pri zlitinah NiCu je bila uspešna, kar kaže Curiejeva temperatura. Specifična magnetizacija za oblečene delce je veliko manjša kot za neoblečene, kar je posledica diamagnetne prevleke SiO2, vendar pa lahko to prevleko poljubno tanjšamo oziroma odstranimo s pomočjo raztopine NaOH, prav tako lahko odstranimo tudi matrico NaCl. Vzorcem smo določili še specifično absorpcijsko hitrost (SAR), ki narašča z naraščajočim magnetnim poljem.
Sol-gel metoda se je izkazala kot najuspešnejša za sintezo zlitin NiCu z različnimi sestavami, saj smo kot rezultat dobili okrogle monodisperzne nanodelce. Pripravili smo homogene zmesi kovinskih oksidov v SiO2 matrici s kalcinacijo prekurzorjev v gelu in naknadno homogenizacijo in redukcijo produkta v cevni peči v inertni atmosferi Ar/H2. Velikost delcev, ocenili smo jo s pomočjo Sherrerjeve formule, magnetnih meritev in s pomočjo transmisijske elektronske mikroskopije, je znašala okrog 16 nm. S pomočjo raztopine NaOH in hidrazina smo SiO2 uspešno izlužili. Curiejeve temperature vzorcev naraščajo z naraščajočo vsebnostjo niklja in so v okviru predvidenih temperatur za uporabo v magnetni hipertermiji. Tudi vrednosti magnetizacije in temperaturni odziv v kalorimetru rasteta z naraščajočo vsebnostjo niklja. Ključne besede: magnetni nanodelci, Curiejeva temperatura, magnetna hipertermija, mehansko mletje, mikroemulzijska metoda, sol-gel metoda, silika, magnetna tekočina Objavljeno v DKUM: 09.05.2014; Ogledov: 2871; Prenosov: 352
Celotno besedilo (3,53 MB) |
10. SINTEZA IN KARAKTERIZACIJA NANODELCEV ŽELEZOVIH OKSIDOV S PREVLEKO IZ ZLATAMateja Arnuš, 2013, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sinteza magnetitnih (Fe3O4) oziroma maghemitnih (γ–Fe2O3) magnetnih nanodelcev s postopkom soobarjanja, sinteza nanodelcev silike po Stöberjevi metodi in poskus oblačenja teh delcev s prevleko iz zlata. Nanodelci zlata namreč zagotavljajo primerno površino, na katero se lahko pripenjajo različne zdravilne učinkovine za zdravljenje rakavih obolenj.
Pri sintezah železovih oksidov smo spremljali vpliv vrste železovih soli na lastnosti nanodelcev. Pri nanašanju prevleke iz zlata smo zasledovali uporabo različnih reducentov, čas redukcije in količino dodanega HAuCl4.
Za kvalitativno karakterizacijo sintetiziranih produktov in prevleke smo uporabili rentgensko praškovno difrakcijo (XRD). S pomočjo dinamičnega sipanja laserske svetlobe (DLS) smo opazovali spreminjanje velikosti, polidisperznega indeksa in zeta potenciala nanodelcev silike. Vezavo posameznih funkcionalnih skupin na nanodelce železovih oksidov smo spremljali s Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR). S transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM) smo določili morfologijo sintetiziranih nanodelcev in opazovali uspešnost vezave prevleke iz zlata. Ključne besede: metoda soobarjanja, magnetni nanodelci γ–Fe2O3/Au, silika, površinska obdelava, biomedicinske aplikacije Objavljeno v DKUM: 10.09.2013; Ogledov: 2751; Prenosov: 245
Celotno besedilo (3,56 MB) |