magistrsko delo
Zala Štefanič (Avtor), Jurij Reščič (Mentor), Helena Prosen (Član komisije za zagovor), Barbara Hribar (Član komisije za zagovor)

Povzetek

Vodne suspenzije nanodelcev TiO2 z dodanimi solmi in polietilen glikolom (PEG) so bile analizirane z metodama dinamičnega sipanja svetlobe in zeta potenciala. V suspenzijah so bile uporabljene preproste eno- in dvovalentne anorganske soli. Zanimal nas je ionospecifičen vpliv delcu nasprotno nabitih ionov na velikost in agregacijo nanodelcev titanovega dioksida. Pri enakih pH pogojih so dvovalentni ioni hitreje povzročili destabilizacijo suspenzije in agregacijo kot enovalentni ioni. Med vplivi enovalentnih ionov ni bilo večjih razlik. Zeta potencial je s koncentracijo enovalentnih ionov padal in se je pomikal proti ničli. Pri dvovalentnih ionih se je pojavila navidezna inverzija naboja delca in zeta potencial je šel kljub nizkemu pH v negativne vrednosti. Pripravljene so bile tudi suspenzije nanodelcev s PEG. Zanimal nas je vpliv prisotnosti dolgih polimernih verig (PEG) na stabilnost suspenzij TiO2 nanodelcev. Višje koncentracije PEG (obeh uporabljenih vrst z različnimi dolžinami polimerne verige) so destabilizirale suspenzijo, povzročile agregacijo delcev in padec zeta potenciala. Slednje je najverjetneje posledica povečanja delcev med meritvijo. Pri raztopinah mešanice nanodelcev, PEG in soli smo opazili hitrejšo agregacijo kot pri kateremkoli posameznem efektu, kar pomeni, da je njun skupni vpliv bolj destabilizirajoč. Računalniške simulacije Monte Carlo grobo zrnatega modela mešanice nanodelcev TiO2 in soli so potrdile eksperimentalna opažanja o vplivu soli na stabilnost TiO2 suspenzij. Suspenzija delcev brez dodane soli je bila stabilna, delci so bili samostojni in daleč narazen, medtem ko so bili delci ob prisotnosti soli blizu skupaj, kar kaže na nestabilen sistem. Razlik med vplivi različnih koncentracij soli s tem modelom ni bilo opaziti. Ravno tako se zaradi nizkih koncentracij PEG, uporabljenih v eksperimentu, prisotnost le-tega, preko vpliva na dielektrično konstanto, v simulaciji ni poznala.

Ključne besede

polietilen glikol;zeta potencial;sipanje svetlobe;simulacije Monte Carlo;magistrska dela;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
Organizacija: UL FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik: [Z. Štefanič]
UDK: 544.778.3:620.3:546.82-31(043.2)
COBISS: 167903491 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 40
Št. prenosov: 4
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: Effect of solution composition on TiO2 nanoparticle suspension stability
Sekundarni povzetek: Aqueous suspensions of TiO2 nanoparticles (TNPs) with different inorganic salts and polyethylene glycol were analysed using dynamic light scattering and zeta potential measurement. Solutions of noncomplex mono and divalent inorganic ions were used. These suspensions were used to ascertain ion-specific effects of different inorganic counterions on the aggregation behaviour and size of TNPs. Counter ions of higher valence triggered faster destabilization of the suspension resulting in faster aggregation of particles under similar pH conditions. There were no major differences detected between different monovalent ions. The absolute value of zeta potential for all species approached zero with a higher concentration of salt. Multivalent ions also triggered an inversion of charge causing the zeta potential to become negative, despite the low pH in the suspension. Aqueous suspensions of TNPs, and polyethylene (PEG) were also analysed. They were used to ascertain the influence of a long-chain polymer (PEG) on the stability of given suspensions. Higher concentrations of both PEG with different chain lengths led to faster particle aggregation and a drop in zeta potential. The latter, we suggest, is due to the enlargement of particles during measurement. Suspension of TNPs, PEG, and salt resulted in even faster precipitation of aggregates due to the combination of both destabilizing effects. Monte Carlo computer simulations of rough particle model for suspensions of TNPs and salt confirmed experimental findings of the effect of salt on the stability of TNPs. Salt-free simulations resulted in free particles far apart from one another while the simulations with salt resulted in particles in close proximity, indicating destabilization. There were no differences observed between different concentrations of salt with this model. The lowering of the dielectric constant due to the presence of the PEG did not show in the simulation because of the small concentration of PEG used in the experiments.
Sekundarne ključne besede: titanium dioxide;nanoparticles;polyethylene glycol;zeta potential;light scattering;Monte Carlo;Titanov dioksid;Nanodelci;Suspenzije (kemija);Univerzitetna in visokošolska dela;
Vrsta dela (COBISS): Magistrsko delo/naloga
Študijski program: 1000375
Konec prepovedi (OpenAIRE): 1970-01-01
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo, smer Kemija
Strani: 55 str.
ID: 19892472