Method development for in situ monitoring of mechanochemical reactions by Raman spectroscopy and powder X–ray diffraction

disertacija

• Naslov (hrvatski): Razvoj metoda za praćenje in situ mehanokemijske sinteze Ramanovom spektroskopijom i difrakcijom na praškastom uzorku
• Autor: Stipe Lukin
• Mentor: Ivan Halasz (mentor)
• Član povjerenstva: Ivica Đilović (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Carsten Bolm https://orcid.org/0000-0001-9415-9917 (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Darko Babić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2019-09-30, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 54 - Kemija. Kristalografija. Mineralogija

Sažetak

Milling reactions are conducted in high-energy ball mills in a closed assembly comprising of
a milling jar, sample, and a milling media. So far, monitoring a reaction course of such
reactions required periodic disruption of the milling process and sampling for further ex situ
analysis. Thus, information obtained in that way might not reflect the true nature of milling
reactions. Recently introduced in situ approach based on synchrotron powder X-ray
diffraction and Raman spectroscopy for monitoring milling reactions have been superior to
the already established ex situ analysis. This thesis represents a further development of
methods for uninterrupted real-time and in situ monitoring of milling reactions. Here, a detail
description of experimental setup and data analysis is given, and developed methods were
used for studying solid-state synthesis of metal-organic frameworks ZIF-6 and ZIF-8,
Knoevenagel condensation between barbituric acid and vanillin, isotope-exchange reactions
between benzoic acid and deuterated water, 2-pyridone, or paracetamol, and finally,
competitive cocrystallization reactions between nicotinamide and benzoic, anthranilic, or
salicylic acid.

Sažetak (hrvatski)

Reakcije mljevenjem odvijaju se u specijaliziranim mlinovima unutar zatvorenih posuda u
kojima se nalaze reaktanti i kuglice. Praćenje takvih reakcija je zahtjevalo periodičko
zaustavljanje mljevenja i uzorkovanje reakcijske smjese za daljnu anlizu ex situ. Stoga,
informacije dobivene na ovaj način ne moraju nužno odgovarati stvarnim kemijskim i
fizikalnim procesima koji se odvijaju tijekom reakcije. Nedavno uvedene metode praćenja
reakcija mljevenja, temeljene na difrakciji na praškastom uzorku i Ramanovoj spektroskopiji
in situ, pokazale su se superiornim u usporedbi s dosad korištenim metodama ex situ. U ovoj
disertaciji prikazan je daljnji razvoj metoda za neprekidno praćenje reakcija mljevenja, te je
dan detaljan opis eksperimentalnog postava i obrade prikupljenih podataka. Razvijene
metode iskorištene su u proučavanju sinteze u čvrstom stanju metalo-organskih mreža ZIF-6 i
ZIF-8, Knoevenagelovoj kondenzaciji između barbiturne kiseline i vanilina, reakcijama
izmjene izotopa između benzojeve kiseline i deuterirane vode, 2-piridona ili paracetamola, i
kompetitivnim reakcijama kokristalizacije između nikotinamida i benzojeve, antranilne ili
salicilne kiseline.

• Ključne riječi: in situ; monitoring; mechanochemistry; PXRD; Raman; solid state
• Ključne riječi (hrvatski): in situ; mehanokemija; čvrsto stanje; Raman
• Jezik: engleski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:083226
• Studijski program: Naziv: Kemija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje kemija (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 251 str. ; 30 cm
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup; Datum isteka embarga: 2021-10-01
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-12-05 13:17:36