Řízení kvantitativního prvkového složení laserem syntetizovaných nanokoloidů zlato-nikl

dc.contributorŘezanka Michal, doc. RNDr. Ph.D. : 62971
dc.contributor.advisorHavelka Ondřej, Ing. : 67788
dc.contributor.authorBraun, Jan
dc.contributor.otherTorres Rafael, Dr. Konzultant : 66548
dc.date.accessioned2022-11-04T08:02:07Z
dc.date.available2022-11-04T08:02:07Z
dc.date.committed2022-5-16
dc.date.defense2022-06-16
dc.date.issued2021-10-11
dc.date.submitted2021-10-11
dc.date.updated2022-6-16
dc.degree.levelBc.
dc.description.abstractTato bakalářská práce se zabývá kvantitativně řízenou syntézou nanokoloidů zlata a niklu, která je realizována reaktivní laserovou ablací v kapalinách (RLAL). Největší výhodou představené metody je umožnění provádět ekologicky šetrnou jednokrokovou syntézu zmíněných bimetalických nanočástic, a to při pokojové teplotě a tlaku. Ačkoliv jsou tyto výhody dobře známy, tak v současném stavu poznání chybí studie, které by zkoumaly vliv některých parametrů na průběh syntézy, což má za následek nedostatek kontroly nad finální podobou nanoslitin. Ambicí této práce je tedy získat dlouho očekávanou kontrolu nad výsledným složením nanoslitin úpravou jednoho z nejzákladnějších aspektů RLAL, kterým je elementární složení jak kovového plíšku, jehož ablace umožňuje vznik nanočástic, tak rozpuštěných látek v kapalném médiu, jejichž redukce může umožnit tvorbu nanoslitin. Toto zkoumání se provádí materiálovou záměnou plíšku a soli rozpuštěné v rozdílných koncentracích ve vodném roztoku při procesu RLAL, což má za následek rozdílnou produkci, distribuci velikostí, morfologii a magnetickou odezvu připravených nanokoloidů Au-Ni. Analýza syntetizovaných koloidů, včetně široké škály zobrazovacích a analytických metod, ukazuje, že navrhovaná materiálová manipulace destička/roztok může vést ke vzniku obtížně mísitelných nanoslitin Au-Ni, jejichž výsledná dopace zlata může být kontrolována množstvím zlatité soli v původním vzorku. V neposlední řadě se série vzorků vytvořená z niklové fólie a vodného roztoku zlatité soli jeví jako potenciální kandidát pro jejich aplikaci v recyklovatelné katalýze, a to díky jejich magnetické odezvě a morfologii, včetně potenciálně katalyticky aktivního zlatého povrchu. Souhrnně řečeno, tato práce zaplňuje důležitou znalostní mezeru v oblasti laserem zprostředkované syntézy nanomateriálů, která umožňuje získat kontrolu nad prvkovým složením nanoslitin a přináší nové pohledy na efektivní výrobu nanomateriálů s potenciálním využitím ve formě katalyzátorů.cs
dc.description.abstractThis bachelor thesis deals with the quantitatively controlled synthesis of gold-nickel nanocolloids, which is done through the methodology known as reactive laser ablation in liquids (RLAL). The presented method's most significant advantage is the possibility of performing an environmentally friendly one-step synthesis of the mentioned bimetallic nanoparticles at room temperature and pressure. Although these advantages are well known, there is a lack of studies in the current state of knowledge that investigate the influence of specific parameters on the synthesis process, resulting in the absence of control over the final nanoalloys. Thus, the ambition of the current thesis is to gain the long-awaited control over the final nanoalloys composition by modifying one of the most fundamental aspects of RLAL, the elemental compositions of both, the solid target, which ablation permits the formation of nanoparticles, and the liquid solution, whose solutes reduction can enable the formation of nanoalloys. This investigation is done by material-exchange of the solid target and the liquid solution with various concentrations of metal salts in the RLAL process, which results in varying the production yield, size distribution, morphology, and magnetic response of the prepared Au-Ni nanocolloids. The analysis of the synthesized colloids, including a wide range of imaging and analytical methods, shows that the proposed target/solution manipulation can result in the formation of difficult-to-mix Au-Ni nanoalloys, whose resulting gold doping can be controlled by the amount of gold salt in the original sample. Moreover, a series of samples formed from a nickel foil and gold salt aqueous solution appear to be potential candidates for their application as recyclable catalysis due to their magnetic response and morphology, including potentially catalytically active gold sites. In summary, the current thesis fills an important knowledge gap in the laser-mediated synthesis of the nanomaterials field, allowing control over nanoalloys' element composition while bringing new insights into the efficient production of nanomaterials with potential use as catalysts.en
dc.description.mark1
dc.format66 s.
dc.format.extent-
dc.identifier.signatureV 202204027
dc.identifier.urihttps://dspace.tul.cz/handle/15240/166140
dc.language.isocs
dc.relation.isbasedonbeginarab item CALVO, Florent (ed.).~Nanoalloys: from fundamentals to emergent applications. Newnes, 2013. item GRAEDEL, Thomas E., et al. What do we know about metal recycling rates?~Journal of Industrial Ecology, 2011, 15.3: 355-366. item FERRANDO, Riccardo. Symmetry breaking and morphological instabilities in core-shell metallic nanoparticles.~Journal of Physics: Condensed Matter, 2014, 27.1: 013003. item PALOMARES-BAEZ, Juan-Pedro; PANIZON, Emanuele; FERRANDO, Riccardo. Nanoscale effects on phase separation.~Nano Letters, 2017, 17.9: 5394-5401. item CHAU, J. L. H.; CHEN, C-Y.; YANG, C-C. Facile synthesis of bimetallic nanoparticles by femtosecond laser irradiation method.~Arabian Journal of Chemistry, 2017, 10: S1395-S1401. item MUNOZ-FLORES, Blanca M., et al. Recent advances in the synthesis and main applications of metallic nanoalloys.~Industrial & engineering chemistry research, 2011, 50.13: 7705-7721. item ZHANG, D.; GÖKCE, B.; BARCIKOWSKI, S. Laser synthesis and processing of colloids: fundamentals and applications.~Chemical reviews, 2017, 117.5: 3990-4103. item SAKAMOTO, M.; FUJISTUKA, M.; MAJIMA, T. Light as a construction tool of metal nanoparticles.~J. Photochem. Photobiol. C, 2009, 10.1: 33-56. item MATSUMOTO, A., et al. Transfer of the species dissolved in a liquid into laser ablation plasma: an approach using emission spectroscopy.~J. Phys. Chem. C, 2015, 119.47: 26506-26511. item TORRES-MENDIETA, R., et al. Laser-assisted synthesis of Fe-Cu oxide nanocrystals.~Applied Surface Science, 2019, 469: 1007-1015. item SARAEVA, I.N., et al. Laser synthesis of colloidal Si@Au and Si@Ag nanoparticles in water via plasma-assisted reduction. J. Photochem. Photobiol. A, 2018, 360: 125-131. item FANTINI, M. C. A.; FERREIRA, F. F.; GORENSTEIN, A. Theoretical and experimental results on Au-NiO and Au-CoO electrochromic composite films. Solid State Ionics, 2002, 152: 867-872. endarab
dc.rightsVysokoškolská 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/26cs
dc.rightsA 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/26en
dc.rights.urihttps://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.urihttps://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subjectnanočástice zlatacs
dc.subjectnanočástice niklucs
dc.subjectlaserová syntéza v kapalináchcs
dc.subjectreaktivní laserová ablacecs
dc.subjectřízení prvkového složenícs
dc.subjecttěžko mísitelné nanoslitinycs
dc.subjectgold nanoparticlesen
dc.subjectnickel nanoparticlesen
dc.subjectlaser synthesis in liquidsen
dc.subjectreactive laser ablationen
dc.subjectelemental composition controlen
dc.subjectlow-miscible nanoalloysen
dc.titleŘízení kvantitativního prvkového složení laserem syntetizovaných nanokoloidů zlato-niklcs
dc.titleControlling the elemental composition of laser-synthesized Au-Ni nanocolloidsen
dc.typebakalářská prácecs
local.degree.abbreviationBakalářský
local.degree.disciplineNA
local.degree.programmeNanotechnologie
local.degree.programmeabbreviationB3942
local.department.abbreviationKCH
local.facultyFakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studiícs
local.faculty.abbreviationFM
local.identifier.authorM18000120
local.identifier.stag43186
local.identifier.verbis
local.identifier.verbisd8e5b328-45f5-46e9-8812-5738ffd874d0
local.note.administratorsautomat
local.note.secrecyPovoleno ZverejnitPraci Povoleno ZverejnitPosudky
local.poradovecislo4027
Files
Original bundle
Now showing 1 - 4 of 4
Loading...
Thumbnail Image
Name:
BP_Jan_Braun.pdf
Size:
6.04 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
BraunJanBPhodnoticiarchvedouciho.pdf
Size:
318.22 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_vedouciho_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
bpbraunoponent.pdf
Size:
317.78 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_oponenta_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
ProtokolSPrubehemObhajobySTAG.pdf
Size:
32.74 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Prubeh_obhajoby_VSKP