ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával
www.chem.elte.hu/pr
Kvíz az előző előadáshoz
Programajánlatok december 18. 16:00 ELTE Kémiai Intézet 065-ös terem Róka András: karácsonyi Észbont(ogat)ó Faraday tiszteletére (www.chem.elte.hu/pr) január 7. 17:00 ELTE Eötvös terem Alkímia ma Majer Zsuzsa: A molekulák szaga (www.chem.elte.hu/pr) január 8. 16:00 ELTE Kémiai Intézet 065-ös terem Észbontogató (www.chem.elte.hu/pr) Róka András: Fémek január 14. 17:00 ELTE Eötvös terem Atomoktól a csillagokig Gruiz Márton: A káosz fizikája (www.atomcsill.elte.hu) Honlapajánlat: Online oktató játékok http://nobelprize.org/educational_games/
Hírek Zemplén Géza Ifjúsági Díjat kapott fiatal oktatónk, Novák Zoltán Ezzel a díjjal a szerves kémiai területén legkiválóbb eredményeket elérő kutatókat jutalmazza az Magyar Tudományos Akadémia Szerves és Biomolekuláris Kémiai Bizottsága.
Zemplén Géza (1883–1956)
Novák Zoltán adjunktus, ELTE Kémiai Intézet
2009. december 17. Tudományos diákköri előadás (Botos Ákos)
?
Tarczay György: Balkezes aminosavak: a homokiralitás kialakulásának elméletei Al-ki-mit-tud, a szilveszter jegyében (Bazsó Gábor, Magyarfalvi Gábor, Pasinszki Tibor, Róka András, Szabados Ágnes Kovács Bertalan, Tarsoly Gergely)
Laborlátogatás (Farkas Viktor)
Botos Ákos vegyész hallgató
Témavezető: Dr. Kamarás Katalin BME
ØFullerének
és szén nanocsövek
ØTöltési
módszerek
ØTöltött
nanocsövek előállítása
ØTöltött
nanocsövek vizsgálata
§ §
Transzmissziós ElektronMikroszkópiával (TEM) Raman spektroszkópiával
ØÖsszefoglalás
Ø
Szén allotróp módosulatai Fullerének
§
Curl, Kroto és Smalley, (Nobel-díj 1996)
§
C60 12 ötszög, 20 hatszög
§
átmérője 0.7 nm= 0.7 × 10-9 m
§
szobahőmérsékleten a molekulák szabadon forognak a kristályban
Ø
fullerén
gyémánt
grafit
nanocső
Ø
Nanocsövek
§
Sumio Iijima
§
Három különböző típusú kiralitású nanocső Ð karosszék
(n,n) Ð cikcakk (n,0) Ð királis (n,m) §
kis átmérőjű hosszú, üreges szerkezet 10,10
E. Joselevich Chem. Phys. Chem. 5, 619 (2004) Dr. Shigeo Maruyama http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~maruyama/kataura/chirality.html
10,5
Ø
Nanocsőelőállítási eljárások Ívkisülés § Lézeres párologtatás § CVD, kémiai gőzleválasztás §
(~700 °C) C2H2, C2H4,CH4 + N2,NH3
Katalizátor gáz
kemence
Ø
A fullerének és a nanocsövek kölcsönhatása §
jól illeszkedő felületek
§
ideális átmérő ~1,4 nm különböző fázisok az átmérő függvényében: lineáris, cikkcakk, kettős spirál és két rétegű
§
Egydimenziós lánc A. N. Khlobystov et al. J. Mater. Chem. 14, 2852 (2004)
§
Erős van der Waals kölcsönhatás
cikk-cakk
kettős spirál
két rétegű
oldalnézet
keresztmetszet növekvő nanocső átmérő
Ø
Gázfázisú töltés Szublimáció Szublimáció §§ §§
C ~375 °C C60 60 ~375 °C vákuum vákuum
csőkemence
Adszorpció Adszorpció
Diffuzió Diffuzió a a csövekbe csövekbe §§ §§ §§
T>325 T>325 °C °C nyitott nyitott végek végek hibahelyek hibahelyek
H. Ulbricht et al. Phys. Rev. Lett. 90, 095501 (2003) S. Berber et al. Phys. Rev. Lett. 88, 185502 (2002)
Ø
Folyadékfázisú töltés §
Nano-extrakció (etanol, sc.CO2) Ð Oldószer × rossz
tulajdonságai
oldószere a fullerénnek (gyenge kh.)
× viszonylag
gyenge kh. a nanocsővel
Oldószer
g ye
ng
e
e ng gye
C60
etanol
erõs
SWCNT
M. Yudasaka et al. Chem. Phys. Lett. 380, 42 (2003).
Ø
Alacsony hőmérsékletű nanocső töltési eljárás kifejlesztése
Ø
Az eljárás paraméterek optimálása (T, p,t)
Ø
C60@SWNT előállítása
Ø
A reakció nyomon követésére alkalmas spektroszkópiai módszer kidolgozása
ØBME §
Ø
KÉMIAI ÉS KÖRNYEZETI FOLYAMATMÉRNÖKI TANSZÉK Dr. Simándi Béla, Dr. Székely Edit
Sc.CO2 § § §
Ø
T> 31°C P>75 bar Kis viszkozitás szilárd
folyadék
Reaktor §
kifejezetten erre a célra készült
§
Mágneses kevertetés
§
Termosztálható
§
Számítógépes adatgyűjtés (T,P)
szuperkritikus állapot
gáz
T, P hőmérséklet / K
Ø
C60@SWNT
Csövek Csövek kinyitása kinyitása hőkezeléssel hőkezeléssel §§ §§ §§
Prekurzorok Prekurzorok hozzáadása hozzáadása
~50 ~50 mg mg levegő, levegő, 570 570 ºC ºC 20 20 perc perc
~50 mg mg C C60 §§ ~50 60
Mosás Mosás §§ §§ §§
Reakció sc. Reakció sc. CO CO22-ban -ban
200 200 ml ml toluol toluol ultrahangos ultrahangos fürdő fürdő 30 30 perc perc
§§ §§ §§
~150 ~150 bar bar ~55ºC ~55ºC 4 4 nap nap keverés keverés
Szűrés Szűrés Nylon szűrő, §§ Nylon szűrő, 0,45 0,45 µm, µm, Millipore Millipore §§ Mosás: Mosás: 30 30 ml ml toluol toluol
Ø
C60@SWNT
Csövek Csövek kinyitása kinyitása hőkezeléssel hőkezeléssel §§ §§ §§
C hozzáadása, C60 60 hozzáadása, kvarccső kvarccső leforrasztása leforrasztása
~25 ~25 mg mg levegő, levegő, 570 570 ºC ºC 20 20 perc perc
§§ §§
~25 ~25 mg mg -5 ~10 ~10-5 mbar mbar
Mosás Mosás §§ §§ §§
Reakció Reakció vákuumban vákuumban
200 200 ml ml toluol toluol ultrahangos ultrahangos fürdő fürdő 30 30 perc perc
§§ §§ §§
-5 ~10 ~10-5 mbar mbar 400/450 400/450 ºC ºC 5/72 5/72 óra óra
Szűrés Szűrés Teflon szűrő, szűrő, §§ Teflon 0,5 µm, µm, Whatman Whatman 0,5 Mosás: 30 30 ml ml toluol toluol §§ Mosás:
Ø
The University of Nottingham (UK) §
Ø
Dr. Andrei N. Khlobystov
Paraméterek §
kis gyorsítófeszültség: 100 kV
§
nagyítás 500.000 X
Ø
Nanocső és C60 Raman spektruma
§
Anyagra jellemző csúcsok Reakció nymonkövetésére alkalmas: C60 Ag(2)
§
8000
60
Raman Intenzitás
G
Raman Intenzitás
50
40
30
6000
4000
Ag(2)
Ag(1)
20 2000
D*
10
RBM
D
0 0
500
1000
1500
2000 -1
Hullámszám /cm
2500
3000
0 200
400
600
800
1000
Hullámszám /cm
-1
1200
1400
1600
A töltött nanocsövek Raman spektruma P2 SWNT C60@SWNT
Raman Intenzitás / önk. egység
Ø
C60
-1
C60 Ag(2) 1463 cm 0.8
0.4
0.0 1400
1500
Hullámszám / cm
-1
Ø
T >800°C a fullerének belső nanocsővé alakulnak át
§
Roncsoló módszer Belső csőnek megfelelő új csúcs a Raman spektrumban
§
12000
Raman Intenzitás
10000
8000
6000
4000
Új csúcs
2000
0 500
1000
1500
2000
Hullámszám / cm
-1
2500
3000
Ø
Eredmények Töltött szén nanocsövek előállítása gázfázisból és szuperkritikus CO2 közegben § A szuperkritikus CO2 közegben zajló reakció optimálása § DWNT előállítása a reakció ellenőrzésére § Reakció követésére alkalmas spektroszkópiai módszer kidolgozása § TEM felvételek
§
Dr. Kamarás Katalin Dr. Kováts Éva Botka Bea Dr. Pekker Sándor Pekker Áron Szekrényes Zsolt Dr. Simándi Béla Dr. Székely Edit BME
Dr. Andrei N. Khlobystov
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
Kvíz az előző előadáshoz
