Využití kalorimetrie
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 23

Využití kalorimetrie při studiu nanočástic Jindřich Leitner VŠCHT Praha PowerPoint PPT Presentation


  • 72 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Využití kalorimetrie při studiu nanočástic Jindřich Leitner VŠCHT Praha. Obsah přednášky. 1. Velikost a tvar nanočástic … 2. Povrchová energie … 3. Teplota a entalpie tání … 4. Tepelná kapacita a entropie … 5. Molární entalpie …. „Nanománie“. NANO … Mediální bublina,

Download Presentation

Využití kalorimetrie při studiu nanočástic Jindřich Leitner VŠCHT Praha

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Využití kalorimetrie

při studiu nanočástic

Jindřich Leitner

VŠCHT Praha


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Obsah přednášky

1. Velikost a tvar nanočástic …

2. Povrchová energie …

3. Teplota a entalpie tání …

4. Tepelná kapacita a entropie …

5. Molární entalpie …


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

„Nanománie“

NANO …

Mediální bublina,

nebo nový impuls vědeckého pokroku ?


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

48%

Nanotechnology923941

Nanoparticle(s)258039

Nanostructure(s)140485

Nanocrystal(s)86409

Nanomaterial(s)33773

„Nanománie“

12.5.2011


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Proč jsou „jiné“ ?

Vliv povrchových atomů na „průměrné“ vlastnosti nanočástic


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Velikost a tvar nanočástic

Ag

Volné nanočástice 100-102 nm

- atomová struktura jako bulk (vliv zvýšeného tlaku)

- vnější tvar odpovídá min Fsurf (Wulffova konstrukce)


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Velikost a tvar nanočástic

  • Volné nanočástice 1 nm

  • - atomová struktura jako bulk

  • pseudokrystalická struktura (pětičetná osa symetrie)

  • struktura s nízkou mírou uspořádání

Cu


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

a = 1

a = 1/2

Povrchová energie

Vytvoření nového povrchu

(γsurf) - Reversibilně vykonaná práce při vzniku jednotkové plochy nového povrchu bez elastické deformace (skalární veličina). Jsou přerušeny vazby mezi atomy, na novém povrchu se objeví nové atomy, jsou zachovány délky vazeb, nemění se atomová hustota povrchu.

  • Povrchová energie pevných látek:

  • se liší od povrchového napětí (surface stress)

  • je anizotropní (hkl)

  • lze vypočítat (ab-initio, semiempirické metody, empirické metody a korelace)


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Povrchová energie

Rozpouštěcí kalorimetrie

Y2O3

Kubická (patm) a monoklinická (HP) modifikace

Rozpouštěcí kalorimetrie

- Vzorky (cub) a (mon) o různém měrném povrchu

- Rozpouštědlo 3Na2O·4MoO3

- Teplota 700 °C


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Povrchová energie

Rozpouštěcí kalorimetrie

TiO2 (anatas)

2,2 J/m2

1,0 J/m2

0,4 J/m2

TiO2 (rutil)


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Teplota tání

Pawlow, 1909

Guisbiers, 2009

http://en.wikipedia.org/wiki/Melting-point_depression


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Sn

Sn

d = 85  10 nm

d = 26 10 nm

Teplota tání

DSC

TA 2970, 10 mg, 5 °C/min N2(gas)


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Sn

Teplota tání


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Au

Tepelná kapacita


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Cu

Cu

Tepelná kapacita

Tepelná kapacita – oblast nízkých teplot (T< 300 K)


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Tepelná kapacita

DSC … diferenční skenovací kalorimetrie, RT … tepelně-pulzní kalorimetrie (měření relaxačního času), AC … adiabatická kalorimetrie


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

TiO2

Al2O3

Tepelná kapacita

AC


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Molární entalpie

Hm(298,15 K) = 0 (po = 100 kPa)

pro prvky v termodynamicky stabilním stavu (skupenství resp. strukturní modifikaci)

Hm(298,15 K) = ΔtrH (po= 100 kPa)

pro prvky v jiném stavu

Hm(298,15 K) = ΔfH (po= 100 kPa)

pro sloučeniny

Strukturní modifikace uhlíku


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Molární entalpie

Strukturní modifikace uhlíku

Fullereny

Duté struktury tvořené atomy uhlíku vázanými

vpěti- resp. šestiatomových cyklech

- Sférické (buckyball) - konvexní polyedry se stěnami ve tvaru pravidelných pěti- resp. šestiúhelníků: Buckminsterfulleren C60 (Buckminster Fuller), komolý ikosaedr, jehož povrch je tvořen 20 šesti- a 12 pětiúhelníky, vyšší fullereny C70, …, Cxxx.

- Cylindrické (buckytube), též uhlíkové nanotrubky (single-walled, multi-walled)

- Fullerity (krystalová forma fullerenů)

- Fulleridy (fullereny dotované atomy jiných prvků)


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Molární entalpie

Spalovací kalorimetrie

Setaram C80 +


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Molární entalpie

Stabilita forem uhlíku


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Závěr

1. Kalorimetrie je velice účinný a užitečný nástroj při studiu nanočástic.

2. Vztahy pro nanočástice platí „přiměřeně“ i pro jiné nanostrukturované materiály (vlákna, vrstvy, kompozity).

3. Další informace:http://www.vscht.cz/ipl/nanomaterialy/uvod.htm


Vyu it kalorimetrie p i studiu nano stic jind ich leitner v cht praha

Na velikosti záleží !!!

Děkuji Vám za pozornost


  • Login