Drozdowski Mikołaj

Zakład Dydaktyczny Chemii Fizycznej
Pracownia Fizykochemii Nanomateriałów

Badania parametryczne otrzymywania nanostruktur węglowych na drodze syntezy spaleniowej

Mikołaj Drozdowski

Promotor: dr hab. inż. Andrzej Huczko, profesor UW
Opiekun: dr Agnieszka Dąbrowska

Synteza spaleniowa (SSW, samopodtrzymująca się synteza wysokotemperaturowa) umożliwia otrzymywanie nowych materiałów na drodze wysokotemperaturowych reakcji typu ‘redox’. Kontrola procesu jest znacznie utrudniona, a wstępne przewidywania, oparte na równowagowym modelu termodynamicznym często odbiegają od faktycznych rezultatów. Z drugiej strony, ze względu na często odbiegający od równowagowego charakter procesu, SSW pozwala otrzymać niemożliwe do zsyntezowania klasycznymi metodami interesujące nanostruktury (m.in. włókna, nanorurki, rozwarstwione materiały grafitowe i grafenowe).

W pracy przeprowadzano badania parametryczne syntezy spaleniowej różnych układów (tlenek grafenu/tytan, węgiel/tytan, mrówczan magnezu/magnez, szczawian magnezu/magnez, szczawian amonu/magnez) w celu otrzymania nanostruktur węglowych. Spalania zostały przeprowadzane w różnych atmosferach (argon, powietrze syntetyczne, azot, dwutlenek węgla, tlenek węgla) i przy ciśnieniu początkowym 0,1-1 MPa. Produkty zostały oczyszczone (przez godzinne gotowanie w kwasie solnym o stężeniu 3M, następnie przez dekantację i sączenie pod zmniejszonym ciśnieniem) i zbadane przy pomocy następujących metod fizykochemicznych: SEM, XRD, Raman, TGA. Analiza SEM wykazała obecność różnych nanostruktur otrzymanych w syntezie. Analiza XRD natomiast potwierdziła obecność struktur węglowych w produktach spalań oraz wysoką efektywność wybranego sposobu oczyszczania otrzymanego materiału.