Konstrukcija polšaržnega hidrotermalnega reaktorja z dodajanjem substrata za sintezo kristalnih dvojčkov rutilaVrečer, Barbara (Avtor) Podgornik, Aleš (Mentor) TiO2rutilpolšaržni reaktorhidrotermalna sintezadvojčičenjeNa številnih področjih znanosti in tehnike, kot so npr. kataliza, separacijski procesi, akumulatorski in kondenzatorski elementi, sončne celice, gorivne celice ipd., želimo imeti materiale z veliko specifično površino, poroznostjo in ustrezno strukturo lahko dostopnih por. Material, ki ga lahko sintetiziramo v kompleksnih 3-D razvejanih morfologijah, je najstabilnejša polimorfna modifikacija TiO2 - rutil. Tekom eksperimentalnega dela magistrske naloge smo skonstruirali in okarakterizirali polšaržni sistem, ki vključuje hidrotermalni reaktor z možnostjo dodajanja substrata v sistem tekom hidrotermalne sinteze. S postavljenim sistemom smo želeli izvesti hidrotermalno sintezo rutila in podrobno raziskati mehanizem rasti kristalov TiO2 pod hidrotermalnimi pogoji. Med opravljanjem eksperimentov smo ugotovili, da na hidrotermalno sintezo kristalov rutila bistveno vpliva hitrost segrevanja reaktorja. Reaktor smo segreli na 200 °C pri različnih časih, in sicer med 15 min in 6 ur. Tem počasnejše kot je segrevanje reaktorja, več kristalov rutila dobimo v produktu ter vse manj anatasne oblike. S hitrostjo segrevanja ne vplivamo na velikost kristalov rutila, vplivamo pa na obliko kristalov. Počasnejše kot je segrevanje, več 1. generacije dvojčkov rutila dobimo, ter vse manj paličastega rutila. Do sedaj to še ni bilo poznano. Prav tako smo želeli s postavljenim polšaržnim sistemom ustvariti večgeneracijske dvojčke kristalov rutila, ki bi pripomogli k še večji specifični površini kristala. Večgeneracijskih dvojčkov nismo uspeli pripraviti, ker na njihov nastanek vpliva veliko parametrov, ki so med seboj variabilni ter le ob določenih kombinacijah lahko povzročijo njihovo tvorbo. Parametri so: reakcijska temperatura in čas, koncentracija ter pH morebitnega substrata, kdaj in pri kateri temperaturi dodajamo substrat v sistem, nečistoče prisotne v substratu ali osnovni raztopini ipd. V nadaljevanju raziskovanja te tematike, bi bilo potrebno omenjene parametre identificirati ter definirati razmerja med njimi, kar bi nam dalo možnost pridobivanja dvojčkov višjih generacij. Morfologijo dobljenih prašnatih produktov smo okarakterizirali s SEM in RTG analitskima metodama.20202020-01-16 11:45:00Magistrsko delo/naloga113527sl