Ανάπτυξη και μελέτη τροποποιημένων νανοδομών γραφενίου για περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές
| dc.contributor.author | Μανωλούκου, Ακριβή-Μαρία | el |
| dc.date.accessioned | 2017-11-30T09:09:21Z | |
| dc.date.available | 2017-11-30T09:09:21Z | |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/28583 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.2389 | |
| dc.rights | Default License | |
| dc.subject | Περιβαλλοντικές εφαρμογές | el |
| dc.subject | Ενεργειακές εφαρμογές | el |
| dc.subject | Οργανοτροποποιημένα γραφένια | el |
| dc.subject | Υποστυλωμένο γραφένιο με οργανοπυριτικούς κύβους με βάση το μαγνήσιο | el |
| dc.subject | Environmental applications | en |
| dc.subject | Energy applications | en |
| dc.subject | Organic-modified graphene | en |
| dc.subject | Mg-based pillared graphene | en |
| dc.title | Ανάπτυξη και μελέτη τροποποιημένων νανοδομών γραφενίου για περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές | el |
| dc.title | Development and study of modified graphene nanocomposites for environmental and energy applications | en |
| heal.abstract | Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη και μελέτη τροποποιμένων δομών γραφενίου για περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές. Στην παρούσα διπλωματική εργασία τέσσερα νέα οργανικά τροποποιημένα νανοσύνθετα υλικά με βάση το γραφένιο παρασκευάστηκαν με ενσωμάτωση οργανικών παραγώγων με διαφορετικές τερματικές ομάδες (-ΝΗ2, -COOH, -SH ή -CS2) στον ενδοστρωματικό χώρο του οξειδίου του γραφενίου. Τα οργανικά μόρια όπως (α) αιθυλενοδιαμίνη, (β) 3-αμινοπροπιονικό οξύ, (γ) 2-αμινοαιθανοθειόλη και (δ) αιθυλενοδιαμινο-διθειοκαρβαμιδικού χρησιμοποιήθηκαν για την τροποποίηση των γραφενίων προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση της είδους των λειτουργικών ομάδων τους, για να δεσμεύουν ιόντα βαρέων μετάλλων από υδατικά διαλύματα. Τα οργανικά τροποποιημένα οξείδια οτυ γραφενίου χαρακτηρίστηκαν με περίθλαση ακτίνων Χ σε σκόνη (XRD), υπέρυθρη (FTIR), Φασματοσκοπία Raman και θερμοσταθμική και διαφορική θερμική ανάλυση (TG / DTA). Τα πειραματικά δεδομένα έδειξαν ότι τα οργανικά μόρια παρεμβάλλονται μέσα στον ενδοστρωματικό χώρο σχεδόν παράλληλα προς τα φύλλα των οξειδίων του γραφενίου. Η ροφητική τους ικανότητα εκτιμήθηκε για την απομάκρυνση του χαλκού Cu από υδατικά διαλύματα ως συνάρτηση του ρΗ. Στο δεύτερο μέρος παρασκευάστηκε υποστυλωμένο γραφένιο με οργανοπυριτικούς κύβους με βάση το μαγνήσιο το οποίο εξαιτίας της μεγάλης ειδικής επιφάνειας που παρουσίασε μελετήθηκε ως προς την ικανότητα δέσμευσης αερίου υδρογόνου. Ο υποστυλωτής που χρησιμοποιήθηκε για την σύνθεση των υποστυλωμένων υβριδικών γραφενίων ήταν οργανοπυριτικοί κύβοι, οι οποίοι προέκυψαν από την ελεγχόμενη υδρόλυση και συμπύκνωση οργανο-αλκοξειδίων (APTEOS). Η ανάπτυξη υποστυλωμένων δομών βασίζεται στην χημεία ένθεσης. Μετά την ένθεση των οργανοπυριτικών κύβων στο γραφενιο μετασχηματίσαμε όλες τις δραστικές ομάδες της επιφάνειας του σε καρβοξύλια και τις τροποποιήσαμε με χλωριούχο μαγνήσιο και τέλος με μεμβράνη ιονανταλλαγής βγάλαμε τα Cl-. Τα υλικά που παρασκευάστηκαν χαρακτηρίστηκαν με έναν συνδυασμό τεχνικών χαρακτηρισμού όπως περίθλαση ακτίνων-Χ, φασματοσκοπίες FT-IR, Raman, θερμική ανάλυση (DTA/TG). Η ροφητική ικανότητα του υλικού σε υδρογόνο εκτιμήθηκε σε θερμοκρασία υγρού αζώτου σε υψηλές πιέσεις (80 bar). Συμπερασματικά, η επέκταση της μελέτης του γραφενίου στον τομέα της προσρόφησης αντιπροσωπεύει ένα ισχυρό εργαλείο στην βελτίωση του ελέγχου της ρύπανσης του περιβάλλοντος και την εναλλακτική ανάπτυξη ενέργειας. | el |
| heal.abstract | The aim of this thesis was the development and study of modified graphene structures for environmental and energy applications. In the present thesis, four new organic-modified graphene based nanohybrids were prepared by embedding organic derivatives with different chelating functionalities (–NH2, –COOH, –SH or –CS2) in the interlayer space of graphene oxide. Organic molecules such as (a) ethylenediamine, (b) 3-aminopropionic acid, (c) 2-aminoethanethiol and (d) ethylenediamine-dithiocarbamate were used for the graphene modification in order to study the effect of the chelating functionality on heavy metal ions binding from aqueous solutions. The organo-GOs were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), infrared (FTIR), Raman Spectroscopy and Thermogravimetric and Differential Thermal Analysis (TG/DTA). The experimental data showed that the organic molecules are intercalated into the interlamelar space with the long dimension parallel to the graphene oxide sheets. Their sorbing properties were evaluated for the removal of heavy metal Cu from aqueous solutions as a function of the pH. In the second section, Mg-based pillared graphene with organosilicon cubes, was prepared to be studied for its sorption capacity of hydrogen due to its large surface area. The precursor used in the synthesis of pillared hybrid graphene was organosilicon cubes, which resulted from the controlled hydrolysis and condensation of organo-alkoxide (APTEOS). The growth of the pillared structures was based on insertion chemistry. After the insertion of the organosilicon cubes in the graphene we transformed all the functional groups of the surface in carboxyls and then we modified them with magnesium chloride and finally we removed the chloro-ions Cl- with an ion exchange membrane.The materials prepared were characterized by a combination of characterization techniques such as X-ray diffraction spectroscopy, FT-IR, Raman, thermal analysis (DTA / TG). The sorption capacity of the material in hydrogen was estimated at a liquid nitrogen temperature at high pressures (80 bar). In conclusion, the extension of the graphene study in the field of adsorption represents a powerful tool in improving the control of environmental pollution and in the development of an alternative green energy. | en |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | |
| heal.access | free | |
| heal.advisorName | Γουρνής, Δημήτριος | el |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία : σ. 100-108 | el |
| heal.classification | Γραφένιο | el |
| heal.committeeMemberName | Γουρνής, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Φωκάς, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Καρακασίδης, Μιχαήλ | el |
| heal.dateAvailable | 2017-11-30T09:10:21Z | |
| heal.fullTextAvailability | true | |
| heal.language | el | |
| heal.numberOfPages | 108 σ. | |
| heal.publicationDate | 2017 | |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών | el |
| heal.type | masterThesis | |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
Αρχεία
Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- Μ.Ε. ΜΑΝΩΛΟΥΚΟΥ ΑΚΡΙΒΗ-ΜΑΡΙΑ 2017.pdf
- Μέγεθος:
- 3.28 MB
- Μορφότυπο:
- Adobe Portable Document Format
- Περιγραφή:
Φάκελος/Πακέτο αδειών
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- license.txt
- Μέγεθος:
- 1.71 KB
- Μορφότυπο:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Περιγραφή: