Kalcinace metal-organickych nanovlaken plazmatem za atmosferickeho tlaku

Mgr. Jitka Bělíková, Ph.D.

Bachelor's thesis

Plasma assisted calcination of metal-organic nanofibres at atmospheric pressure

Anotácia:

V této bakalářské práci studujeme možnost využití plazmatu jako alternativní metody kalcinace anorganických (SiO2) nanovláken. Plazma je generováno difúzním koplanárním povrchovým výbojem ve vzduchu. Vzorky nanovlákenné struktury jsou připravené metodou elektrostatického zvlákňování roztoku TEOS (tetraethyl ester kyseliny křemičité) a PVP (polyvinyl pyrolidon). TEOS slouží jako zdroj křemíku, zatímco PVP sehrává roli pomocného „base“ polymeru v procesu zvlákňování a během následné kalcinace slouží jako matrice pro vznik nanovláken, přičemž se sám postupně odbourává. Právě odstranění PVP a tvorba souvislých nanovláken je principem kalcinace, která se klasicky realizuje žíháním za vysokých teplot a ekonomicky výrazně zatěžuje celou výrobu. Plazma by mohlo přinést levnější a časově méně náročnou možnost provedení této úpravy. Odstranění PVP a vznik SiO2 nanovláken je v práci hodnocen pomocí povrchových analýz – FTIR a XPS. Porovnávány jsou výsledky opracování při různém příkonu plazmatu, době opracovaní a způsobu opracování. Výsledky XPS kvantitativně prokazují úbytek organické složky ve prospěch vzniku požadovaných SiO2 vláken. Diskutovány jsou potencionální možnosti budoucího využití v průmyslu.

Abstract:

In this thesis we study an effect of plasma generated by a diffuse coplanar dielctric discharge on samples of silica nanostructure prepared by electrospinning. The studied samples are composed of TEOS (tetraethyl orthosiloxane), which serves as silica precursor together with PVP as „base“ polmymer, which is a template agent. The goal of this work is to find out an eficient and cost-effective way to remove the organic components, while the long and well defined nanofibers will be created. The removal of PVP is assesed by FTIR and XPS analysis, which both show significant reduction in amounth of organic components. The different treatment modes are compared and potentional future use in idustry is discussed.

Kľúčové slová

Kalcinace plazmatem, dielektrický bariérový výboj, SiO2 nanovlákna, elektrospinning, FTIR analýza, XPS analýza plasma calcination, dielectric barrier discharge, SiO2 nanofibres, FTIR analysis, XPS analysis

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 5. 2011

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 14. 2. 2012
• Vedúci: Mgr. Dušan Kováčik, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Applied Physics / Physics and Management