Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/31400Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Νίκας, Ορέστης | el |
| dc.date.accessioned | 2021-10-06T07:33:04Z | - |
| dc.date.available | 2021-10-06T07:33:04Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/31400 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.11221 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Nanomaterials | en |
| dc.subject | Flame spray pyrolysis | en |
| dc.subject | Coating | en |
| dc.subject | Carbon | en |
| dc.subject | Νανοϋλικά | el |
| dc.subject | Πυρόλυση ψεκασμού φλόγας | el |
| dc.subject | Επικάλυψη | el |
| dc.subject | Άνθρακας | el |
| dc.title | Method development for coating of nanosemiconductors with graphitized carbon using flame spray pyrolysis technology | en |
| dc.title | Ανάπτυξη μεθοδολογίας για την επικάλυψη νανοημιαγωγών με γραφιτικό άνθρακα με χρήση τεχνολογίας ψεκασμού πυρόλυση | el |
| heal.type | masterThesis | - |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.classification | Nanostructured materials | - |
| heal.dateAvailable | 2021-10-06T07:34:04Z | - |
| heal.language | en | - |
| heal.access | free | - |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.publicationDate | 2021 | - |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία: σ. 114-122 | el |
| heal.abstract | In the present Master Thesis, we have developed a method for the encapsulation of nanostructured semiconductors such as TiO2 with graphitized carbon in one step process using Flame Spray Pyrolysis (FSP) technology. Carbon coating on the surface of TiO2 has attracted attention due to the versatility and the properties of the core-shell material in photocatalysis and electron transfer. Typically, coatings are achieved in multi-step wet phase procedures. Herein we have focused our effort on the development of in situ an one step procedure where the coating thickness and graphitization can be controlled by the FSP parameters set-up. Shell thickness and composition have to be carefully manipulated as defective or thick carbon shells can trammel the core particles efficiency in applications. The coating set-up enabled the production of carbon-coated suboxides and in some cases we detected clusters of novel TiO2 phases known as Magnéli phases close to the surface. Post FSP carbothermal treatment under carbon-rich CH4 atmospheres was performed to improve graphitization. Crystal phase composition and nanoparticles size of the produced materials were evaluated by powder X-ray Diffraction (pXRD). Uv-Vis Diffuse Reflectance spectroscopy was used to determine the bandgap values and investigate the optical properties of the particles. The carbon morphology, the degree of graphitization as well as verification of the cluster formation was determined by Raman spectroscopy. Surface structure and pore analysis of the nanoparticles were examined by nitrogen adsorption analysis (BET). Finally, the electronic properties of the materials were investigated by means of Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy (EPR). Among the key results are: [1] Development of one step carbon-coating method for TiO2 and TiO2-X with controllable shell thickness and phase composition, using FSP. [2] Controlled graphitization of the carbon shell with post FSP treatment. [3] Identification of Magnéli phase clusters as part of the reductive particle formation process. [4] Preliminary evaluation of photocatalytic activity showed that the thin-coated materials are able to form stable electron-hole pairs and that the Magnéli phase clusters enhance charge transfer to the surface. | en |
| heal.abstract | Στο παρών Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης, έγινε ανάπτυξη μεθόδου για την ενθυλάκωση νανοδομημένων ημιαγωγών όπως το TiO2 με γραφιτοποιημένο άνθρακα σε διαδικασία ενός βήματος με την τεχνολογία Πυρόλυσης Ψεκασμού Φλόγας (FSP). Η εναπόθεση άνθρακα στην επιφάνεια του TiO2 έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας λόγω της ευελιξίας και των ιδιοτήτων των επικαλυμμένων σωματιδίων σε φωτοκαταλυτικές διεργασίες και σε διεργασίες μεταφοράς ηλεκτρονίων. Ο συνήθης τρόπος για την ενθυλάκωση σωματιδίων περιλαμβάνει υγρές διεργασίες πολλών βημάτων. Επικεντρωθήκαμε στην ανάπτυξη μιας διεργασίας ενός βήματος στην οποία η επί τόπου ενθυλάκωση μπορεί να ελεγχθεί μέσω των παραμέτρων του FSP όσον αφορά το πάχος του κελύφους και της γραφιτοποίησης. Το πάχος του κελύφους αλλά και η σύσταση του πρέπει να ελέγχονται σχολαστικά καθώς είδη άνθρακα με ατέλειες ή παχιά κελύφη επηρεάζουν αρνητικά την απόδοση του βασικού σωματιδίου σε εφαρμογές. Η διάταξη για την ενθυλάκωση επιτρέπει την παρασκευή υποξειδίων επικαλυμμένα με άνθρακα καθώς και σε μερικές περιπτώσεις ανιχνεύσαμε πλειάδες από συγκεκριμένες υποξειδικές φάσεις των οξειδίων του TiO2 γνωστές και ως φάσεις Magnéli κοντά στην επιφάνεια. Θερμικές κατεργασίες μετά το FSP κάτω από ατμόσφαιρες πλούσιες σε άνθρακα (CH4) πραγματοποιήθηκαν για την βελτιστοποίηση της γραφιτοποίησης. Η σύσταση των κρυσταλλικών φάσεων καθώς και το μέγεθος των νανοσωματιδίων υπολογίστηκαν μέσω της Περίθλασης Ακτίνων Χ σκόνης (pXRD). Η φασματοσκοπία Διάχυσης Ανάκλασης (Uv-Vis DRS) χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της ενέργειας χάσματος και την διερεύνηση των οπτικών ιδιοτήτων των σωματιδίων. Η μορφολογία του άνθρακα, ο βαθμός γραφιτοποίησης καθώς και η επιβεβαίωση της δημιουργίας των πλειάδων πραγματοποιήθηκαν μέσω της φασματοσκοπίας Raman. Η επιφανειακή δομή καθώς και η ανάλυση των πόρων πραγματοποιήθηκε μέσω της ανάλυσης προσρόφησης αζώτου (BET). Τέλος, οι ηλεκτρονιακές ιδιότητες των σωματιδίων μελετήθηκαν μέσω της φασματοσκοπίας Ηλεκτρονικού Παραμαγνητικού Συντονισμού (EPR). Τα πιο σημαντικά είναι: [1] Ανάπτυξη μεθόδου ενός βήματος ενθυλάκωσης με άνθρακα οξειδίων και υποξειδίων του TiO2 με ελεγχόμενο πάχος κελύφους και φάσεων, μέσω FSP. [2] Ελεγχόμενη γραφιτοποίηση του ανθρακικού κελύφους μέσω μετα FSP θερμικής κατεργασίας. [3] Προκαταρκτική αξιολόγηση της φωτοκαταλυτικής ενεργότητας έδειξε ότι τα σωματίδια με λεπτό κέλυφος μπορούν να παράγουν φωτοεπαγώμενα ζεύγη οπών-ηλεκτρονίων, και ότι τα εμπεριέχοντα τις πλειάδες των φάσεων Magnéli ενισχύουν την μεταφορά των φορτίων στην επιφάνεια. | el |
| heal.advisorName | Δεληγιαννάκης, Ιωάννης | el |
| heal.committeeMemberName | Δεληγιαννάκης, Ιωάννης | el |
| heal.committeeMemberName | Μπουρλίνος, Αθανάσιος | el |
| heal.committeeMemberName | Δούβαλης, Αλέξιος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | - |
| heal.numberOfPages | 122 σ. | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΦΥΣ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. ΝΙΚΑΣ ΟΡΕΣΤΗΣ 2021.pdf | 8.35 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
