Laser-mediated Synthesis of Iron Nanoclusters

DSpace Repository

Show simple item record

dc.contributor Waclawek Stanislaw, Ing. Ph.D. : 66701
dc.contributor.advisor Torres Rafael, Dr. : 66548
dc.contributor.author Havelka, Ondřej
dc.date.accessioned 2019-08-23T08:23:24Z
dc.date.available 2019-08-23T08:23:24Z
dc.date.submitted 2018-10-10
dc.identifier.uri https://dspace.tul.cz/handle/15240/153274
dc.description.abstract V této bakalářské práci je zkoumána syntéza nanoklastrů železa, které jsou produkovány pomocí metody laserové syntézy. Syntetickýpřístup spočívá ve zmenšování velikosti železných mikročástic účinkem fototermálního vypařování vyvolaného ozařováním pomocínanosekundového pulzního laseru. Energie potřebná k zmenšení velikosti prekurzních částic na průměrnou velikost pod 3 nm je určena teoretickým modelem známým jako model zahřívánítavení-vypařování částic. Měřené prekurzorní koloidy jsou tvořené železnými mikročásticemi s průměrnou velikostí 2 mikrometrů, které jsou rozpuštěné v různých polárních rozpouštědlech (vodě, methanolu, ethanolu, ethylenglykolu a polyethylenglykolu 400) a v kapalném dusíku. Pro hlubší pochopení této techniky je použito dvou různých energií pro ozařování: podprahová a nadprahová hodnota energie(měnící se v závislosti na kapalném médiu).Při použití energie nad vypočtenou prahovou hodnotou je možné pozorovat úspěšnou syntézu nanoklastrů železa. V případě, kdy je dipólový moment použitých rozpouštědel větší než hodnota dipólového momentu vody, tak molekuly rozpouštědla obklopí částice, čímž umožní stabilizaci generovaného nanomateriálu bez použití přidaného stabilizačního činidla. K určení a potvrzení očekávaných optických a morfologických vlastností syntetizovaných materiálů je použito optických a elektronových charakterizačních technik strukturní analýzy. Navíc s ohledem na další výjimečné charakteristiky materiálu, které jsou zmiňovány v související literatuře, je plánováno testování katalytických a magnetických vlastností materiálu. cs
dc.description.abstract In the current thesis, the main subject of study is the laser-mediated synthesis of iron nanoclusters. The process consists in reducing the size of iron microparticles by means of a photo-thermal evaporation effect prompted by nanosecond pulsed laser irradiation. The energy required to reduce the precursor element's size under 3 nm is determined by the theoretical model known as the particle heatingmelting-evaporation model. The tested recursor colloid systems consist of iron microparticles with an average size of 2 micrometers dispersed in different polar solvents (water, methanol, ethanol, ethylene glycol and polyethylene glycol 400) and in liquid nitrogen. In order to deeply understand the technique, two different energy value regimes are used: lower and higher energy values than the threshold (depending on the liquid medium). When energy values beyond the calculated threshold are used, it is possible to observe the successful synthesis of iron nanoclusters. Moreover, when the dipole moment of the used solvents is larger than the one found in water, the solvent seems to act as a capping agent enabling the stabilization of the produced nanomaterial without the use of external stabilization agents.Finally, various optical and electron-based techniques are used to determine that the synthesized materials exhibit the expected optical and morphological properties. On top of, considering the material's outstanding characteristics indicated in the relevant literature, it is planned to test its catalytic activity and magnetic properties in the future. en
dc.format 62 s.
dc.format.extent Ilustrace, Grafy, Tabulky -
dc.language.iso an
dc.relation.isbasedon beginarab item ZHANG, Dongshi; GOKCE, Bilal; BARCIKOWSKI, Stephan. Laser synthesis and processing of colloids: fundamentals and applications. Chemical reviews, 2017, 117.5: 3990-4103. item JIN, Rongchao, et al. Atomically precise colloidal metal nanoclusters and nanoparticles: Fundamentals and opportunities. Chemical reviews, 2016, 116.18: 10346-10413. item PYATENKO, Alexander, et al. Mechanism of pulse laser interaction with colloidal nanoparticles. Laser & Photonics Reviews, 2013, 7.4: 596-604. item BARCIKOWSKI, Stephan, et al. Handbook of laser synthesis of colloids. Universität Duisburg-Essen, 2016. item ANTONY, Jiji, et al. Synthesis and characterization of stable iron-iron oxide core-shell nanoclusters for environmental applications. Journal of nanoscience and nanotechnology, 2006, 6.2: 568-572. item FARRELL, Dorothy; MAJETICH, Sara A.; WILCOXON, Jess P. Preparation and characterization of monodisperse Fe nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry B, 2003, 107.40: 11022-11030. item FRACASSO, Giulio, et al. Nanoaggregates of iron poly-oxo-clusters obtained by laser ablation in aqueous solution of phosphonates. Journal of colloid and interface science, 2018, 522: 208-216. endarab
dc.rights Vysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26 cs
dc.rights A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26 en
dc.rights.uri https://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.uri https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subject nanoklastr cs
dc.subject nanočástice železa cs
dc.subject železo cs
dc.subject laserová syntéza cs
dc.subject pulsní laser cs
dc.subject polární rozpouštědlo cs
dc.subject udržitelná chemie cs
dc.subject nanocluster en
dc.subject iron nanoparticle en
dc.subject iron en
dc.subject laser synthesis en
dc.subject pulsed laser en
dc.subject polar solvent en
dc.subject green chemistry en
dc.title Laser-mediated Synthesis of Iron Nanoclusters cs
dc.title Laser-mediated synthesis of iron nanoclusters en
dc.title.alternative Generování Fe nanoklastrů pomocí laserové syntézy cs
dc.type bakalářská práce cs
dc.date.updated 2019-5-30
dc.degree.level Bc.
dc.date.defense 2019-05-28
dc.date.committed 2019-4-30
local.faculty Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií cs
local.department.abbreviation KCH
dc.identifier.signature V 201900931
local.identifier.stag 38098
local.degree.programme Nanotechnologie
local.degree.discipline NA
local.faculty.abbreviation FM
dc.description.mark
local.degree.programmeabbreviation B3942
local.note.administrators automat
local.identifier.verbis kpw06582601
dc.subject.verbis nanotechnologie cs
dc.subject.verbis nanotechnology en
dc.subject.verbis lasers en
dc.subject.verbis nanoželezo cs
dc.subject.verbis lasery cs
dc.subject.verbis nano iron en
local.degree.abbreviation Bakalářský
local.poradovecislo 931
local.identifier.author M16000109
local.verbis.aktualizace 2019-10-05 07:27:57 cs
local.verbis.studijniprogram KCH Nanotechnologie/Nanomateriály cs


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search DSpace

Advanced Search

Browse

My Account