Električna karakterizacija međupovršina kristalnih ploha metalnih oksida i otopina elektrolita

disertacija

• Naslov (engleski): Electrical characterization of metal oxide single crystal/electrolyte solution interfaces
• Autor: Danijel Namjesnik
• Mentor: Tajana Begović (mentor)
• Član povjerenstva: Snežana Miljanić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tajana Begović (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Filip Šupljika (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2019-12-18, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 54 - Kemija. Kristalografija. Mineralogija

Sažetak

Svojstva međupovršine čvrsto/tekuće ovise o stanjima i električnim svojstvima površine raspršenog
materijala. Ta stanja povezana su s površinskim potencijalom. U ovoj disertaciji obrađen je
nastanak zajedničkog potencijala izloženih različitih ploha čestice kristala u otopini elektrolita.
Mjerena su električna svojstava (električni otpor, dielektričnost) odabranih monokristala metalnih
oksida. Čistoća pojedinih kristala (CeO2, TiO2, Fe2O3) provjerena je elektronskom mikroskopijom
(SEM i XPS). Površinski potencijal mjeren je korištenjem modificiranih monokristalnih elektroda.
Nakon utvrđivanja stabilnosti i ponovljivosti mjerenja, metodom potenciometrijske titracije
proučavan je utjecaj pH, ionske jakosti, sastava otopine i protoka otopine uz površinu monokristala
na potencijal elektroda izrađenih od monokristala CeO2, TiO2, Fe2O3 i SiO2. Potenciometrijska
mjerenja napravljena su i na parovima pojedinih monokristala različitih orijentacija, kako bi se
odredio utjecaj pojedinih ploha na zajednički potencijal. Rezultati mjerenja površinskih potencijala
na monokristalima obrađeni su numeričkim simulacijama upotrebom modela površinskog
kompleksiranja. Utvrđen je doprinos pojedinih ploha zajedničkom površinskom potencijalu, a
rezultati su uspoređeni s površinskim potencijalima nanočestica istog kemijskog sastava. Uveden je i
opisan ekvivalentni električni krug temeljen na kapacitetima te pripadajući računalni model koji
povezuju različite tehnike istraživanja površina i omogućavaju bolje razumijevanje i predviđanje
svojstava čestica u ovisnosti o morfologiji.

Sažetak (engleski)

Properties of solid/liquid interfaces are relevant to many physicochemical phenomena in nature
and technology. Interfacial properties are related to the state of the surface of dispersed material,
which is extremely large in the case of colloidal and nano- dispersions. Surface properties such
as reactivity and ability of adsorption depends on the surface electrical properties. One of
important such properties is the surface potential, which occurs as a result of charged surface
groups formation, surface reactions, and distribution of ions between the interface and bulk. As
contrary to particles, surface potentials of crystals can be measured directly by single crystal
electrodes. Measured surface potentials contribute to the understanding of thermodynamic and
kinetic of surface reactions. The measurements of individual, and common potentials of
different crystallographic planes of the same mineral were used to determine their contribution
to common potential. Individual surface potentials and common surface potentials of the same
crystal were calculated using surface complexation models, and compared to the measured
values. An equivalent electrical circuit based on capacities has been introduced and described,
as well as its associated computing model which links different techniques of surface
investigation, thus enabling better understanding and prediction of particles’ properties in
dependence on morphology.

• Ključne riječi: površinske reakcije; površinski potencijali; metalni oksidi; otopine elektrolita
• Ključne riječi (engleski): surface reactions; surface potentials; metal oxides; electrolyte solutions
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:997944
• 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: 148 str. ; 30 cm
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2020-01-13 10:03:23