"Nanotechnologia w praktyce"

Spis treści

1. TLENEK GRAFENU I REDUKOWANY TLENEK GRAFENU Izabela Kondratowicz, Kamila Żelechowska 10

1.1. Wstęp 10

1.2. Otrzymywanie redukowanego tlenku grafenu 13

1.3. Badanie właściwości tlenku grafenu i redukowanego tlenku grafenu 15

1.3.1. Właściwości chemiczne i elektryczne tlenku grafenu i redukowanego tlenku grafenu 15

1.3.2. Badanie właściwości tlenku grafenu i redukowanego tlenku grafenu przy użyciu metod spektroskopowych 22

1.3.3. Obrazowanie przy użyciu metod mikroskopowych 30

2. NANOCZĄSTKI METALICZNE. OTRZYMYWANIE I WŁAŚCIWOŚCI Kamila Żelechowska, Izabela Kondratowicz 34

2.1. Wstęp 34

2.2. Wybrane metody otrzymywania nanocząstek metalicznych 36

2.3. Wybrane właściwości koloidów złota i srebra 40

2.3.1. Zjawisko Tyndalla 40

2.3.2. Spektroskopia UV-Vis. Powierzchniowy rezonans plazmonowy 41

2.4. Synteza i badanie właściwości nanocząstek metalicznych 42

2.4.1. Otrzymywanie i właściwości koloidów złota 42

2.4.2. Otrzymywanie nanocząstek złota na podłożu stałym 48

2.4.3. Otrzymywanie nanocząstek srebra metodą odwróconych miceli 50

2.4.4. Otrzymywanie nanocząstek srebra tzw. zieloną metodą 54

3. OTRZYMYWANIE NANOKRZEMIONKI (SiO2) METODĄ ZOL-ŻEL Izabela Kondratowicz, Kamila Żelechowska 58

3.1. Wstęp 58

3.2. Synteza krzemionki metodą zol-żel 65

4. KROPKI KWANTOWE. SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI OPTYCZNE NANOKRYSZTAŁÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH Marcin Karbarz, Kamila Żelechowska 68

4.1. Wstęp 68

4.2. Synteza kropek kwantowych 71

4.2.1. Synteza nanokryształów siarczku kadmu 71

4.2.2. Synteza nanokryształów selenku kadmu 73

4.3. Badanie właściwości otrzymanych kropek kwantowych 74

5. FOTOKATALITYCZNE WŁAŚCIWOŚCI TiO2 Kamila Żelechowska, Maciej Klein 78

5.1. Wstęp 78

5.2. Fotokatalityczne usuwanie barwników z wody 81

5.3. Ogniwa barwnikowe 85

5.3.1. Wstęp 85

5.3.2. Wykonanie barwnikowego ogniwa słonecznego 88

5.3.3. Testowanie ogniwa 97

6. ZACHWYCAJĄCE NANOSTRUKTURY ZnO Kamila Żelechowska 99

6.1. Wstęp 99

6.2. Otrzymywanie nanostruktur ZnO 100

6.3. Otrzymywanie mikrokwiatów ZnO metodą mikrofalową 103

6.4. Wpływ rozmiaru na właściwości optyczne nanocząstek ZnO 106

6.5. Bezpieczne opalanie się a nano-ZnO 110

6.5.1. Demonstracja zdolności ZnO do blokowania promieniowania UV 113

7. OTRZYMYWANIE I WŁAŚCIWOŚCI NANOCZĄSTEK MAGNETYCZNYCH Izabela Kondratowicz, Kamila Żelechowska 117

7.1. Wstęp 117

7.2. Metoda sucha – otrzymywanie maghemitu 123

7.3. Metoda mokra (w fazie wodnej) – otrzymywanie magnetytu 125

7.4. Metoda współstrącania w wysokiej temperaturze – otrzymywanie ferrytowych nanocząstek niklowo-cynkowych (Ni0,5Zn0,5Fe2O4) 127

7.5. Struktury rdzeń–powłoka z żelem krzemionkowym 130

7.6. Nanocząstki magnetyczne modyfikowane cyklodekstryną w oczyszczaniu ścieków 132

7.6.1. Modyfikacja nanocząstek magnetycznych β-cyklodekstryną 133

7.6.2. Badanie zdolności sorpcyjnej funkcjonalizowanych nanocząstek maghemitu 135

7.7. Ferrociecz 137

7.7.1. Separacja magnetyczna z użyciem ferrocieczy 139

8. NANORURKI WĘGLOWE Kamila Żelechowska 141

8.1. Wstęp 141

8.2. Nanorurki węglowe w bioogniwach paliwowych 144

8.3. Bioogniowo paliwowe z elektrodami z nanorurek 147

9. CHEMIA POWIERZCHNI Kamila Żelechowska, Jolanta Szczygelska-Tao 150

9.1. Wstęp 150

9.2. Modyfikacja powierzchni 151

9.3. Chromatografia i wzorce chemiczne 157

9.4. Modyfikacja powierzchni metalu 159

9.5. Lipofilizacja powierzchni 161

9.5.1. Lipofilizacja żelu krzemionkowego 161

9.5.2. Lipofilizacja szkła lub włókniny szklanej 162

9.5.3. Otrzymywanie i badanie właściwości hydrofobowej bawełny 164

9.5.4. Otrzymywanie materiałów chropowatych 168

9.6. Modyfikacja powierzchni żelu krzemionkowego w celu generowania wzorcowych mieszanin gazowych 169

9.6.1. Niklowanie autokatalityczne 170

9.6.2. Kolorowe warstwy na metalach 172

10. STRUKTURY SUPRAMOLEKULARNE Radosław Pomećko, Kamila Żelechowska, Izabela Kondratowicz 176

10.1. Wstęp 176

10.2. Rodzaje odziaływań w układach supramolekularnych 177

10.2.1. Oddziaływania jon–jon oraz jon–dipol 178

10.2.2. Wiązanie wodorowe 180

10.2.3. Oddziaływanie typu π–π 182

10.2.4. Oddziaływanie van der Waalsa i hydrofobowe 183

10.3. Teoria twardych i miękkich kwasów i zasad Pearsona 184

10.4. Trwałość układów supramolekularnych, efekt chelatowy i makrocykliczny w tworzeniu kompleksów 186

10.5. Strategia syntezy związków makrocyklicznych 189

10.5.1. Metoda dużych rozcieńczeń 189

10.5.2. Efekt templatowy (matrycowy) 191

10.6. Układy typu „gość–gospodarz” 194

10.7. Synteza i właściwości eterów koronowych 202

10.7.1. Synteza templatowa 18-korony-6 202

10.7.2. Potwierdzenie właściwości kompleksujących eteru 18-korona-6 przy użyciu chromatografii TLC 203

10.7.3. Purpurowy benzen 204

10.8. Otrzymywanie klatratów mocznika i tiomocznika 205

11. OTRZYMYWANIE NANOSTRUKTUR NA DRODZE SAMOORGANIZACJI Izabela Kondratowicz, Kamila Żelechowska, Radosław Pomećko 208

11.1. Wstęp 208

11.2. Wyznaczanie krytycznego stężenia micelizacji 212

11.2.1. Rodzaje i właściwości związków powierzchniowo czynnych 212

11.3. Rurki z siarczku kadmu 220

11.4. Uporządkowana mezoporowata krzemionka 222

11.4.1. Otrzymywanie mezoporowatej krzemionki MCM-41 225

11.4.2. Usuwanie twardości wody za pomocą mezoporowatej krzemionki MCM-41 229

11.5. Hydrożele z redukowanego tlenku grafenu templatowane krzemionką 231

11.5.1. Otrzymywanie hydrożeli z rGO templatowanych krzemionką 235

11.6. Porowate materiały metaloorganiczne 239

11.7. Otrzymywanie porowatych struktur z γ-cyklodekstryny i jonów metali alkalicznych 242

12. ZWIĄZKI FUNKCJONALNE: DENDRYMERY, ROTAKSANY, HYDROŻELE (KAPSUŁY MOLEKULARNE) Radosław Pomećko, Kamila Żelechowska) 248

12.1. Dendrymery 248

12.2. Rotaksany i katenany 254

12.3. Hydrożele 258

12.4. Badanie właściwości sieci hydrożelowej 262