Egydimenziós nanostruktúrák szabályozott morfológiájú nagy hálózatainak előállítása és vizsgálata (EGT/Norvég Alap HU0069/NA/2006-2/PA-8)  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »
 

Projekt adatai

  
azonosító
78920
típus NNF
Vezető kutató Kukovecz Ákos
magyar cím Egydimenziós nanostruktúrák szabályozott morfológiájú nagy hálózatainak előállítása és vizsgálata (EGT/Norvég Alap HU0069/NA/2006-2/PA-8)
Angol cím Preparation and characterization of large networks of one dimensional nanostructures with controlled morphology
magyar kulcsszavak nanocső, nanoszál, mintázat, hálózat, előállítás, szabályzás, szűrés, analitika
angol kulcsszavak nanotube, nanowire, pattern, network, synthesis, control, filtration, analytics
megadott besorolás
Fizikai kémia és elméleti kémia (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)75 %
Ortelius tudományág: Felületi rétegek kémiája
Anyagtudomány és Technológia (gépészet-kohászat) (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)25 %
Ortelius tudományág: Nanotechnológia (Anyagtechnológiák)
zsűri Kémia 1
Kutatóhely Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék (Szegedi Tudományegyetem)
résztvevők Halász János
projekt kezdete 2009-04-01
projekt vége 2011-03-31
aktuális összeg (MFt) 15.528
FTE (kutatóév egyenérték) 1.80
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
Napjaink egyik legfontosabb környezetvédelmi feladata a megfelelő levegő- és vízminőség biztosítása. Mindkét fluidum kezelésére számos klasszikus technológiai megoldás létezik, ám ezek nem mindig felelnek meg a fenntartható fejlődés elve követelményeinek (alacsony energia- és nyersanyagfelhasználás, kevés hulladék, újrahasznosítás stb.). Ennek tudható be, hogy napjainkban komoly tért nyertek a régebbi módszereket szűréssel kiváltó technológiák. Az egydimenziós nanostruktúrák (nanocsövek, nanoszálak) különösen alkalmasak arra, hogy szabályozott pórusrendszerű, tervezett és in situ változtatható ellenállású, kémiailag aktív, szelektív membránszűrők alapjául szolgáljanak.

Jelen projekt segítségével egy 5 fős kutatócsoportot hozunk létre (pályázó, doktorandusz, 3 hallgató) az SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai tanszékén. A csoport feladata azoknak az elveknek a feltérképezése és mélyebb megértése lesz, amelyek a szén nanocsövek illetve a félvezető félm-oxid nanoszálak nagy hálózataink kialakulását és morfológiáját szabályozzák. Vizsgálni fogjuk továbbá a hálózatokra alapuló kompozitok előállíthatóságát, szerkezetét és kémiai (főként fotokatalitikus) aktivitását is, mivel ezeknek a komplex struktúráknak a megismerése alapul szolgálhat majd későbbi, szűrőfejlesztésre irányuló alkalmazott kutatások számára is.

Munkánkat külföldi partnereinkkel együttműködve végezzük. A kutatás konkrét eredménye 3-6 tudományos dolgozat és 2-3 konferencia megjelenés lesz, ezek megvalósulását alacsony kockázatúnak véljük.
angol összefoglaló
Ensuring the availability of pure air and water is a top priority of contemporary environmental chemistry research. Even though both problems can be approached by several classical chemical technologies, these are not always up to the requirements of the principles of sustainable development (low resource usage, low waste, recycling etc). This is why new technologies based on filtration have gained considerable popularity recently. One dimensional nanostructures (nanotubes, nanowires) could be particularly useful and versatile building blocks of membrane filters with controlled pore system, tailored and in situ modifiable resistance, chemical activity and selectivity.

The present proposal suggests setting up a research team of five (applicant as senior researcher, one PhD student, 3 undergraduate students) at the Dept. of Applied and Environmental Chemistry at the University of Szeged. The team will focus on uncovering the fundamental principles governing the formation and morphology of large carbon nanotube and semi-conducting metal-oxide nanostructure networks. Moreover, we will study the synthesis, characteristics and chemical (in particular, photochemical) activation of nanocomposites based on these networks. The thorough understanding of these complex structures will make it possible to utilize them in novel filter applications to be developed in future R&D projects.

This work will be part of a larger international cooperation network. Anticipated monitoring results are 3-6 research papers and 2-3 conference presentations. We consider these indicators reasonable and do not foresee any major risks in achieving them.




 

Zárójelentés

  
kutatási eredmények (magyarul)
A projektben szén nanocsövek, titanát nanoszálak és fém nanoszálak előállítását, hálózatba rendezhetőségét és egymással való kombinálhatóságát vizsgáltuk. Célunk volt, hogy az egydimenziós nanostruktúrákból új, a gyakorlatban is hasznosítható szerkezeteket készítsünk. A kétéves periódus alatt két olyan koncepció gyakorlati alkalmazhatóságát akartuk igazolni, amelyek egyértelműen a hálózatos morfológiához (és nem az egyedi 1D struktúrák intrinsic tulajdonságaihoz) köthetők: (i) fotokatalitikusan aktív szűrők előállítása, és (ii) fluidumok azonosítására alkalmas párolgási profilok méréstechnikájának kidolgozása. Mindkét területen sikerült működő példarendszereket készítenünk. Igazoltuk, hogy egy szén nanocső réteg beépítésével a titanát nanoszál szűrő fotokatalitikus aktivitása megnövelhető. Megmutattuk, hogy a párolgási profil alakját a film pórusszerkezete és a filmalkotó 1D nanostruktúrák határfelületi elektromos ellenállása együttesen határozzák meg. Cink-glicerolát mikrorudak, valamint egy- és kétfémes nanoszálak szintézisével kiszélesítettük a potenciálisan hálózatalkotó 1D nanostruktúrák körét. A fém és a titanát nanoszálak kombinálásával létrehozható hálózatok különösen ígéretesnek tűnnek a fotokatalitikus vízbontás/H2 előállítás szempontjából. A vállalt publikációs mutatókat teljesítettük. Eredményeink alapján lehetőséget kaptunk a munka folytatására a 2011. áprilisában induló NNF2 #85899 pályázat segítségével.
kutatási eredmények (angolul)
We studied the synthesis, networking and combination properties of carbon nanotubes as well as titanate and metallic nanowires. Our goal was to create new macrostructures of practical applicability from one dimensional nanoobjects. During the 2 years of this project we intended to prepare proof-of-concept type demonstrators for two applications related specifically to the network morphology (that is, applications that are not directly based on the intrinsic properties of the individual 1D nanostructures): (i) photocatalytically active filters (ii) fluid identification based on evaporation profiles. We were able to present both demonstrators. We proved that the photocatalytic activity of a titanate nanowire filter can be improved by the incorporation of a carbon nanotube layer. We demonstrated that the shape of the evaporation profile is determined jointly by the pore system of the film and the interface resistance between the 1D nanostructures forming it. We introduced zinc-glycerolate microstacks, mono- and bimetallic nanowires as potential network-forming components. Networks synthesized by combining titanate and metallic nanowires appear to be particularly interesting for future photocatalytic H2 production systems. Publication expectations were met. Based on our results we were allowed to proceed with the work by the support of the NNF2 #85899 project starting in April 2011.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=78920
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

  
Remias, R, Kukovecz, A, Daranyi, M, Kozma, G, Varga, S, Konya, Z, Kiricsi, I: Synthesis of Zinc Glycerolate Microstacks from a ZnO Nanorod Sacrificial Template, EUROPEAN JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY -:(24) pp. 3622-3627. (2009), 2009
Róbert Rémiás, András Sápi, Róbert Puskás, Ákos Kukovecz, Zoltán Kónya, Imre Kiricsi: Adsorption of C6 hydrocarbon rings on mesoporous catalyst supports, Chem. Phys. Lett. 482 (2009) 296-301, 2009
Ákos Kukovecz, Dániel Molnár, Krisztián Kordás, Zoltán Gingl, Hannu Moilanen, Róbert Mingesz, Zoltán Kónya, Jani Mäklin, Niina Halonen3, Géza Tóth3, Henrik Haspel1, Péter Heszler2, Melinda Mohl1, András Sápi1, Siegmar Roth, Robert Vajtai, Pulickel M. Ajayan, Yann Pouillon, Angel Rubio, Imre Kiricsi: Carbon nanotube based sensors and fluctuation enhanced sensing, physica status solidii (c) 7 (2010) 1217-1221, 2009
Aron Dombovari, Niina Halonen, Andras Sapi, Maria Szabo, Geza Toth, Jani Maaklin, Krisztian Kordas, Jari Juuti, Heli Jantunen, Akos Kukovecz, Zoltan Konya: Moderate anisotropy in the electrical conductivity of bulk MWCNT/epoxy composites, Carbon 48 (2010) 1918-1925, 2010
Mohl M , Kumar A, Reddy ALM, Kukovecz A, Konya Z, Kiricsi I, Vajtai R, Ajayan PM: Synthesis of Catalytic Porous Metallic Nanorods by Galvanic Exchange Reaction, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C Volume: 114 Issue: 1 Pages: 389-393 Published: JAN 14 2010, 2010
Niina Halonen, Aatto Rautio, Anne-Riikka Leino, Teemu Kyllnen, Geza Toth, Jyrki Lappalainen, Krisztin Kordas, Mika Huuhtanen, Riitta L. Keiski, Andrs Sapi, Maria Szabo, Akos Kukovecz, Zoltan Konya, Imre Kiricsi, Pulickel M. Ajayan, Robert Vajtai: Three-Dimensional Carbon Nanotube Scaffolds as Particulate Filters and Catalyst Support Membranes, ACS Nano (2010) DOI: 10.1021/nn100150x, 2010
Zoltan Győri, Dávid Tátrai, Ferenc Sarlós, Gábor Szabó, Ákos Kukovecz, Zoltán Kónya, Imre Kiricsi: Laser-induced fluorescence measurements on CdSe quantum dots, Processing and Applications of Ceramics 4 (2010) Issue 1, pags 33-38, 2010
Silberer Vera, Kukovecz Ákos: OTKA Hónap kutatója 2010 január: Apró csövek rendezett hálózatai, OTKA honlap, 2010
Silberer Vera, Kukovecz Ákos: Nanocsövek, hálózatok, mintázatok. Beszélgetés Kukovecz Ákossal, Magyar Kémikusok Lapja 2010. március, 2010
Dániel Molnár, Péter Heszler, Róbert Mingesz, Zoltán Gingl , Ákos Kukovecz, Zoltán Kónya, Henrik Haspel, Melinda Mohl, András Sápi, Imre Kiricsi, Krisztián Kordás, Jani Mäklin, Niina Halonen, Géza Tóth, Hannu Moilanen, Siegmar Roth, Robert Vajtai, Pulickel M. Ajayan, Yann Pouillon, Angel Rubio: Increasing chemical selectivity of carbon nanotube based sensors by fluctuation enhanced sensing, Fluctuation and Noise Letters 9 (2010), 277-287., 2010
Henrik Haspel, Ákos Kukovecz, Zoltán Kónya, Imre Kiricsi: Numerical differentiation methods for the logarithmic derivative technique used in dielectric spectroscopy, Processing and Application of Ceramics 4 [2] (2010) 87–93., 2010
Mária Darányi, Tamás Csesznok, István Sarusi, Ákos Kukovecz, Zoltán Kónya, András Erdőhelyi, Imre Kiricsi: Beneficial effect of multi-wall carbon nanotubes on the graphitization of polyacrylonitrile (PAN) coating, Processing and Application of Ceramics 4 [2] (2010) 59–62., 2010
Anubha Goyal, Melinda Mohl, Ashavani Kumar, Robert Puskas, Akos Kukovecz, Zoltan Konya, Imre Kiricsi, Pulickel M. Ajayan: In situ synthesis of catalytic metal nanoparticle-PDMS membranes by thermal decomposition process, Composites Science and Technology 71 (2011) 129–133, 2011
Zoltán Németh, Christel Dieker, Ákos Kukovecz, Duncan Alexander, László Forró, Jin Won Seo, Klara Hernadi: Preparation of homogeneous titania coating on the surface of MWNT, Composites Science and Technology 71 (2011) 87–94, 2011
Mingchung Wu, András Sápi, Anna Avila, Mária Szabó, Jussi Hiltunen, Mika Huuhtanen, Géza Tóth, Ákos Kukovecz, Zoltán Kónya, Riitta Keiski, Weifang Su, Heli Jantunen, Krisztián Kordás: Enhanced Photocatalytic Activity of TiO2 Nanofibers and Their Flexible Composite Films: Decomposition of Organic Dyes and Efficient H2 Generation from Ethanol–Water Mixtures, Nano Research, in press, DOI 10.1007/s12274-010-0090-9, 2011
Maria Daranyi, Tamas Csesznok, Akos Kukovecz, Zoltan Konya, Imre Kiricsi, Pulickel M Ajayan, Robert Vajtai: Layer-by-layer assembly of TiO2 nanowire/carbon nanotube films and characterization of their photocatalytic activity, Nanotechnology 22 (2011) 195701, 2011
Á. Kukovecz, G. Pótári, A. Oszkó, Z. Kónya, A. Erdőhelyi, J. Kiss: Probing the interaction of Au, Rh and bimetallic Au–Rh clusters with the TiO2 nanowire and nanotube support, Surface Science, in press, doi:10.1016/j.susc.2011.03.003, 2011
A. Oszkó, G. Pótári, A. Erdohelyi, A. Kukovecz, Z. Kónya, I. Kiricsi, J. Kiss: Structure of the AueRh bimetallic system formed on titanate nanowires and nanotubes, Vacuum 2011, in press 23 March 2011, 2011
Melinda Mohl, Dorina Dobo, Akos Kukovecz, Zoltan Konya, Krisztian Kordas, Robert Vajtai, Pulickel M. Ajayan: Formation of Cu-Pd and Cu-Pt Bimetallic Nanotubes by Galvanic Replacement Reaction, J. Phys. Chem. C 2011, közlésre elfogadva, 2011
Laszlo Vanyorek, Danilo Loche, Hajnalka Katona, Maria Francesca Casula, Anna Corrias, Zoltan Konya, Akos Kukovecz, Imre Kiricsi: Optimization of the Catalytic Chemical Vapor Deposition Synthesis of Multiwall Carbon Nanotubes on FeCo(Ni)/SiO2 Aerogel Catalysts by Statistical Design of Experiments, J. Phys. Chem. C, 2011, 115 (13), pp 5894–5902, 2011
András Sápi, László Nagy, Ákos Kukovecz, Krisztián Kordás, Géza Tóth, Zoltán Kónya: Low temperature CVD synthesis of multiwall carbon nanotubes, Abstracts of the 25th International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials (IWEPNM), 2011




 

Projekt eseményei

  
2023-08-09 12:25:45
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Alkalmazott KKT (Szegedi Tudományegyetem), Új kutatóhely: Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék (Szegedi Tudományegyetem).
2011-01-13 16:15:47
Résztvevők változása



vissza »