Příprava nanovláken pomocí elektrostatického zvlákňování

Bc. Vojtěch Kundrát

Master's thesis

Preparation of nanofibers by electrospinning

Abstract:

Cílem práce bylo získat nanovlákenné oxidy uranu a thoria. Byly zvoleny dva přístupy vycházející ze složení zvlákňovaného roztoku a použitého prekurzoru anorganických vláken. Zvláknění bylo provedeno z vodného a bezvodého roztoku, přičemž jako prekurzory byly zvoleny dusičnany a 2,4-pentandionátové komplexy uranylu a thoria. Zvláknění bylo provedeno v laboratorním a poloprovozním měřítku. Byly studovány vhodné podklady pro kolekci a následnou kalcinaci vláken. Taktéž byla studována vhodná teplota kalcinace vytvořených vlákenných kompozitů. Byly připraveny nanovlákenné materiály z oxidů uranu a oxidu thoričitého s průměrnou tloušťkou vláken pod 50 nm. U získaného nanovláknného U3O8 byla provedena redukce v atmosféře formovacího plynu a tak byly připraveny další oxidy uranu s nižším obsahem kyslíku. Získané materiály byly charakterizovány za pomoci metod elektronové mikroskopie, řádkovací prozařovací elektronové mikroskopie, termogravimetrické analýzy, práškové difrakce a měření měrného povrchu plynovou adsorpcí dusíku a rtuťovou porozimetrií.

Abstract:

The goal of this work was to prepare nanofibrous oxides of uranium and thorium. Two approaches were chosen based on different composition of electrospinning solutions and different inorganic precursors. Electrospinning was performed from aqueous and organic solvent based solutions. Uranyl and thorium nitrates and 2,4 pentandionates were used as precursors. Electrospun fibers were prepared in laboratory and pilot plant scales. Different underlay materials were studied for collection of prepared nanofibers. The study focused also on finding a proper temperature of nanofibrous composite calcinations. Nanofibrous thoria and uranium oxides were prepared with mean diameter under 50 nm. Nanofibrous triuranium octaoxide was reduced in hydrogen atmosphere and this reaction provided nanofibrous uranium oxides with a lower oxygen content. Produced materials were analyzed by electron microscopy, scanning transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, X-ray diffraction and specific surface measurement by nitrogen adsorption and mercury porosimetry methods.

Keywords

Elektrostatické zvlákňování, nanovlákna, uran, thorium, oxid, Electrospinning, nanofibers, uranium, oxide

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2016
• Supervisor: prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Material Chemistry