| Form of studies |
Master |
| Title of the study programm |
Nanotechnologies of Materials |
| Title in original language |
Ar retzemju metāliem leģētu nanokristālisku TiO<sub>2</sub> pulveru sintēze ar ekstrakcijas-pirolītisko metodi un to fizikāli-ķīmisko īpašību izpēte. |
| Title in English |
Synthesis of rare-earth doped nanocrystalline TiO<sub>2</sub> powders by the extraction-pyrolytic method and investigation of their physicochemical properties |
| Department |
14000 Faculty of Material Science and Applied Chemistry |
| Scientific advisor |
Vera Serga |
| Reviewer |
Jānis Švirksts |
| Abstract |
Maģistra darba ietvaros sintezēti nanokristāliski TiO2 pulveri gan tīrā veidā, gan ar retzemju elementu (RE) piedevām (RE = Ce, Eu, Gd). Materiālu iegūšanai izmantoja ekstrakcijas-pirolītisko metodi (EPM), kas pieder pie šķīduma metodēm. Tajā ietilpst sekojoši galvenie posmi: metālu saturoša ekstrakta (prekursora) iegūšana ar šķidruma ekstrakcijas palīdzību, prekursoru sajaukšana noteiktā atteicībā (RE piedevas saturs 0.5, 5 un 50 mol%) un tam sekojošā pirolīze. Darba ietvaros kā ekstrahentu izmantoja karbonskābi (baldriānskābi) bez šķīdinātāja. Iegūto prekursoru un to maisījumu termiskā uzvedība tika izpētīta, izmantojot termogravimetrisko analīzi (TGA) un diferenciālo skenējošo kalometriju (DSC). Parādīts, ka, neatkarīgi no Ti saturošam prekursoram pievienotās RE piedevas dabas, novērota TiO2 kristalizācijas procesam atbilstošā eksotermiskā efekta maksimuma nobīde uz lielāku temperatūras vērtību pusi. Organisko komponentu pilnīga destrukcija TiO2 pulveru iegūšanas laikā apstiprināta ar infrasarkano Furjē (FTIR) spektroskopiju. Iegūto materiālu fāžu sastāvu noteica ar rentgenstaru difrakcijas (XRD) metodi. Turklāt individuālu un ar RE leģētu TiO2 pulveru kristalizācijas un anatāza fāzes pārejas rutilā procesi tika izpētīti kā funkcija no pirolīzes temperatūras, piedevas dabas un tā daudzuma. Parādīts, ka leģēšana ar RE metāliem nobīda anatāza fāzes pāreju rutilā par 100-200C. Tīru TiO2 un ar Eu leģētu TiO2 pulveru morfoloģiju pētīja ar skenējošo elektronu mikroskopiju (SEM) un transmisijas elektronu mikroskopiju (TEM). Iegūto pulveru, kā arī TiO2 P-25 (Degussa) un komerciāla anatāza fotokatalītiskā aktivitāte tika novērtēta metilēnzilā (MB) šķīduma sadalīšanas reakcijā UV-VIS starojuma iedarbībā. Rezultātu salīdzinošā analīze parādīja, ka izmaiņas materiālu fotokatalītiskajā aktivitātē nav monotonas. Labākā fotokatalītiskā efektivitāte tika novērota ar 0.5 mol% Eu leģētam TiO2, kas eksperimenta laikā spēja sadalīt 96% no MB daudzuma. Skaidrojums par Eu piedevu sadalījumu TiO2 matricā tika sniegts, pamatojoties uz emisijas un ierosmes spektriem.
Maģistra darbs uzrakstīts latviešu valodā, tā apjoms 86 lpp. Darbs satur 21 attēlu, 9 tabulas un tajā izmantoti 117 literatūras avoti. |
| Keywords |
Ekstrakcijas-pirolītiskā metode, titāna dioksīds, retzemju metāli, leģēšana, fāžu pāreja, fotokatalīze, fotoluminiscence |
| Keywords in English |
Extraction-pyrolytic method, titanium dioxide, rare-earth metals, doping, phase transformation, photocatalysis, photoluminescence |
| Language |
lv |
| Year |
2021 |
| Date and time of uploading |
07.06.2021 11:03:40 |
