Uhlíkaté aerogely dopované kovy

Bc. Vít ŠEBESTA

Bachelor's thesis

Metal doped carbon aerogels

Abstract:

Tato bakalářská práce pojednává o uhlíkatých aerogelech dopovaných Cu, Ni a Pb z hlediska jejich přípravy a z hlediska popsání jejich fyzikálně-chemických vlastností. Tyto uhlíkaté aerogely byly připraveny ve třech hlavních krocích. Nejprve se z příslušných organických monomerů připravil sol-gel polykondenzací organický gel. Takovýto gel se nechal sušit do podoby organického aerogelu. A nakonec se takto připravený aerogel nechal podrobit karbonizaci v atmosféře dusíku do vzniku uhlíkatého aerogelu. Příslušný kov se implementoval do aerogelu iontově výměnným mechanismem mezi solí kovu a organickým gelem dopovaným K+ nebo přídavkem soli kovu do sol-gel polykondenzační směsi. Obsah kovu, takto připravených aerogelů byl charakterizován pomocí atomové absorpční spektroskopie. Povrch těchto materiálů byl charakterizován adsorpcí dusíku při -196?C. Tato práce jednoznačně ukázala, že přítomnost nadopovaného kovu ovlivní vlastnosti uhlíkatého aerogelu z hlediska jeho smrštění, hustoty a obzvláště jejich měrný povrch. Pevnost vazby kovu v uhlíkaté matrici aerogelu byla charakterizována testem vyluhovatelnosti. Ve všech typech aerogelu bylo nejslaběji vázáno olovo ve srovnání s ostatními nadopovanými kovy.

Abstract:

This bachelor thesis deals with carbon aerogels doped by Cu, Ni and Pb in terms of their preparation and in terms of describing the physical and chemical properties. This carbon aerogels were prepared in three main steps. First, from the organic monomers organic gel was prepared by sol-gel polycondensation. This organic gel was dried to form the organic aerogel. And finally, the aerogel was carbonized in an atmosphere of nitrogen into carbon aerogel. The metals were implemented by ion exchange mechanism between the metal salts and the organic gel doped by K+ or by the addition of metal salts to the sol-gel polycondensation mixture. Metal content in these aerogels was characterized by atomic absorption spectroscopy. The surface of these materials was characterized by nitrogen adsorption at -196?C. This thesis showed that the presence of metal affected the carbon aerogel properties in terms of shrinkage, density, and particularly their specific surface. The bond of metal in carbon aerogels matrix was characterized by leaching test. In all types of aerogels lead bonding was the weakest.

Keywords

uhlíkaté aerogely dopované kovy, měrný povrch

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2010

Accessible from:: 22. 4. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2010
• Supervisor: Doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Chemistry