Fizikalna i kemijska svojstva funkcionaliziranih titanatnih nanostruktura

doctoral thesis

• Title (english): Physical and chemical properties of functionalized titanate nanostructures
• Author: Milivoj Plodinec
• Mentor: Andreja Gajović (mentor)
• Committee member: Ivo Batistić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Andreja Gajović (član povjerenstva)
• Committee member: Željko Skoko (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2014-10-17, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics
• Universal decimal classification (UDC): 53 - Physics

Abstract

Nanostrukturni titanati (nanocjevčice, nanokristali, nanožice) pokazuju jedinstvenu kombinaciju fizikalnih i kemijskih svojstava, kao što je velika specifična površina, veliki omjer dužine i promjera, mogućnost interkalacije i ionske izmjene, protonska vodljivost, te fotokatalitička aktivnost. Cilj disertacije je bio istražiti svojstva titanata i funkcionalizirati ih za primjenu kod fotokatalize, kao ojačavala u kompozitnim polimerima, te za dobivanje feroelektričnih nanostruktura. Kako bi se postigla željena svojstva nanostruktura od ključne važnosti je bilo odrediti strukturu, temperaturnu i mehanokemijsku stabilnost i prilagoditi uvjete sinteze. Prilikom funkcionalizacije titanata za primjenu u fotokatalizi titanatne nanocjevčice su dekorirane nanočesticama srebra i grijane u vodikovoj atmosferi. Za primjenu u kompozitnim polimerima titanatne nanocjevčice su silanizirane i istražena je njihova temperaturna stabilnost i čvrstoća. Prilikom dobivanja feroelektričnog nanostrukturnog BaTiO3, titanatne nanostrukture su korištene kao početni materijal za sintezu. Rezultati su pokazali koji su granični uvjeti mehanokemijske stabilnosti titanatnih nanocjevčica. Odredio se utjecaj funkcionalizacije i modifikacije titanatnih nanostruktura na njihova strukturna, kemijska i fizikalna svojstva kao što je apsorpcija Sunčevog zračenja i feroelektričnost barijevih titanatnih nanostruktura. Određivanje i poboljšanje navedenih svojstava od posebne je važnosti zbog moguće primjene navedenih nanostruktura u razgradnji otpadnih voda, solarnim ćelijama, povećanju čvrstoće i temperaturne otpornosti polimera, te moguće primjene dobivenih fotovodljivih BTO-TiO2 heterostruktura za holografsku memoriju.

Abstract (english)

Titanate nanostructure (nanotubes, nanocrystals, nanowires) show a unique combination of physical and chemical properties, such as high specific surface area, a large aspect ratio, possibility of intercalation and ion exchange, proton conductivity and photocatalytic activity. The aim of the dissertation is to investigate the properties of titanate nanostructures and functionalize them for potential applications in photocatalysis, as strengthen in the composite polymers, and to obtain ferroelectric nanostructures. To achieve desired properties of nanostructures, it is crucial to determine the structure, temperature and mechanochemical stability and optimize the synthesis. For the application in photocatalysis, titanate nanotubes surface were decorated by silver nanoparticles and annealed in hydrogen atmosphere. The temperature stability and the strength of silanized titanate nanotubes were studied to improve their application in polymer composites. For the synthesis of nanostructured BaTiO3, titanate nanostructures were used as a precursor. The obtained results showed limitation of mechanochemical stability for titanate nanostructures, the influence of functionalization and modification of titanate nanostructures to their structural, chemical and physical properties. Properties as the Sun light absorption and ferroelectricity of barium titanate was studied. Determination and improvement of mentioned properties is of main importance for possible application of nanostructures for degradation of waste water, in solar cells, for increase of strength and thermal resistivity of polymers and possible application of photoconductive BTO-TiO2 heterostructures for holographic memories.

• Keywords: titanatne nanostrukture; funkcionalizacija; temperaturna stabilnost; fazni prijelazi; fotokataliza; fotovodljivost
• Keywords (english): titanate nanostructures; functionalization; temperature stability; phase transition; photochatalysis; photoconductivity
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:936069
• Study programme: Title: Physics; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika (doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika)
• Type of resource: Text
• Extent: 178 str.
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2017-08-23 07:55:31