Studium syntézy dvourozměrných uhlíkových nanostruktur v mikrovlnném plazmatu

Bc. Jozef Toman

Diplomová práce

Microwave plasma synthesis of two dimensional carbon nanostructures

Abstract:

In this master's thesis a synthesis of two-dimensional carbon nanostructures in microwave plasma using two different devices was studied. The first one was a microwave torch discharge in argon atmosphere at atmosferic pressure conditions. Liquid ethanol, whose steams were led to the discharge by carrying gas - argon, was selected as a precursor. The second device was a microwave surface wave discharge at lowered pressure conditions of up to 1~kPa. Argon was the operative gas and saturated steams of liquid ethanol were the precursor in this case. Both discharges were driven by a generator set to standard frequency of 2,45 GHz. Majority of created samples was analysed using Raman spectroscopy and electron microscopy. The discharge was examined by optical emission spectroscopy. Selected samples were subsequently evaluated as ammonia sensors. Generated powder material was then examined electrochemically as a possible material for electrodes of batteries.

Abstract:

V tejto diplomovej práci bola študovaná syntéza dvojrozmerných uhlíkových nanoštruktúr v mikrovlnnej plazme v dvoch rôznych aparatúrach. Prvou bol mikrovlnný pochodňový výboj za atmosferického tlaku v argónovej atmosfére. Ako prekurzor bol používaný tekutý etanol, ktorého pary boli do výboja vedené nosným plynom - argónom. Druhou aparatúrou bol mikrovlnný výboj budený povrchovou vlnou za zníženého tlaku do 1\,kPa. Pracovným plynom bol argón a prekurzor boli nasýtené pary vzniklé z tekutého etanolu. Oba výboje boli budené generátorom na štandardnej frekvencii 2,45\,GHz. Prevažná väčšina vzniklých vzoriek bola analyzovaná Ramanovou spektroskopiou a elektrónovou mikroskopiou. Výboj bol študovaný optickou emisnou spektroskopiou. Vybrané vzorky následne testované ako senzory amoniaku. Vzniklý práškový materiál bol ďalej testovaný elektrochemicky ako prípadný materiál pre elektródy batérii.

Klíčová slova

grafén, grafénové šupiny, syntéza grafénu, plazmová syntéza, PECVD, mikrovlný pochodňový výboj, mikrovlný výboj s povrchovou vlnou, Ramanova spektrskopia, elektrónová mikroskopia, senzory amoniaku, cyklická voltametria, graphene, graphene flakes, graphene synthesis, plasma synthesis, microwave plasma torch discharge, microwave surface-wave discharge, Raman spectroscopy, electron microscopy, ammonia sensors, cyclic voltammetry

Jazyk práce: slovenština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 13. 6. 2016
• Vedoucí: Mgr. Ondřej Jašek, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika plazmatu