Funkcionalizirani mezoporozni SiO2 delci z vgrajenim barvilom za indikacijo relativne vlažnostiAjdovec, Anja (Avtor) Sever Škapin, Andrijana (Mentor) Cerc Korošec, Romana (Komentor) silicijev dioksidmezoporozni materialikapilarna kondenzacijarelativna vlažnostMezoporozno strukturirani delci SiO2 so silikatni materiali z dobro definiranimi kanali por s premerom med 2 nm in 50 nm, ozko porazdelitvijo velikosti por in visoko specifično površino (nad 1000 m2 g-1). Površina v porah delcev predstavlja t. i. notranjo površino, površina na zunanji strani delcev pa t. i. zunanjo površino. Mezoporozni materiali so lahko selektivno modificirani z različnimi 'in situ' ter posinteznimi metodami, s katerimi uvedemo številne nove funkcionalnosti, ki so uporabne v katalizi, separaciji, sistemih za dostavo zdravilnih učinkovin in senzoriki. V okviru magistrske naloge sem sintetizirala in analizirala mezoporozne SiO2 delce za potencialno uporabo v senzoriki, in sicer kot indikatorje relativne vlažnosti. Raziskovala sem vpliv metiliranja zunanje površine treh tipov SiO2 mezoporoznih delcev, ki imajo različen premer por in vgrajeno barvilo, na adsorpcijo vode in raztapljanje barvila, kar povzroča nadaljnjo spremembo barve. Ko so mezoporozni materiali izpostavljeni določeni relativni vlažnosti, se molekule vode adsorbirajo na površino delcev SiO2 najprej v eni plasti, nato pa se nalagajo v več plasteh. Pri določeni relativni vlažnosti in ustreznem premeru por pa poteče kapilarna kondenzacija, pri čemer se delež vezane vode znatno poveča. Za določanje adsorpcijskih izoterm vode iz plinaste faze pri sobnih pogojih ter merjenje spremembe barve sem uporabila gravimetrično in kolorimetrično metodo ter termogravimetrično analizo. Morfološke lastnosti por smo ugotovili s presevno elektronsko mikroskopijo, porazdelitev velikosti por in specifično površino sem določila z dušikovo sorpcijo, funkcionalne skupine pa sem potrjevala s FT-IR spektroskopijo. Ugotovila sem, da se relativna vlažnost, pri kateri poteče kapilarna kondenzacija, povečuje skladno z naraščanjem premera por v materialu. Odziv spremembe barve pri nefunkcionaliziranih vzorcih mezoporoznega SiO2 ne sledi poteku adsorbirane vode v odvisnosti od relativne vlažnosti. Razlog za to je verjetno vpliv vode, ki se je adsorbirala na zunanji površini materiala in s tem vplivala na raztapljanje barvila. Po selektivni funkcionalizaciji mezoporoznega SiO2 z različnim premerom por pa kapilarno kondenzirana voda v notranjosti por povzroči raztapljanje barvila in s tem največjo spremembo barve samo nad določeno vrednostjo relativne vlažnosti. Pri delcih z najmanjšim premerom por je to nad 85 % relativne vlažnosti, pri največjih pa nad 92 % relativne vlažnosti.20202020-04-08 09:30:06Magistrsko delo/naloga115008sl