Příprava a modifikace Si–O nanočástic pomocí přírodních reaktivních biomolekul na bázi solí huminových kyselin

Abstract

Tato diplomová práce je zaměřena na syntézu a následnou charakterizaci modifikovaných nanočástic oxidu křemičitého huminovými kyselinami (HK–SiO2). Syntéza těchto hybridních systémů je v práci provedena metodou sol–gel, kde samotná adsorpce huminových kyselin probíhá in situ během syntézního procesu. Pro účely této práce byl použit humát draselný, který byl získán loužením z oxyhumolitu (matricí byl lignit z hnědouhelné mostecké pánve) dle postupů IHSS. Pro srovnání byl v práci použit i komerční vzorek humátu HumiKey. Následná charakterizace připravených vzorků byla provedena jak pro modifikované nanočástice HK–SiO2, tak i pro nativní částice oxidu křemičitého a výsledky byly dále porovnávány a jejich příčiny a konsekvence byly diskutovány. Pro charakterizaci byly v této práci použity instrumentální metody jako ATR–FTIR spektrometrie, termogravimetrická analýza TGA, elementární analýza, skenovací elektronová mikroskopie SEM a DLS pro měření středních velikostí částic a hodnot -potenciálu, který byl velmi důležitým ukazatel stability měřených vzorků. Z měření připravených vzorků pomocí výše popsaných metod byly získány informace o přítomnosti konkrétních funkčních skupin, chemické struktuře a samotném složení jednotlivých vzorků. Prostřednictvím SEM byla získána vizualizace nativních částic oxidu křemičitého i vzniklých hybridních modifikovaných systémů.

This master´s thesis focuses on the synthesis and following characterization of silicon oxide nanoparticles modified with humic acids (HA–SiO2). The synthesis of these hybrid systems was based on sol–gel method. The adsorption of humic acid onto SiO2 nanoparticles has been done in situ. In this study, humate obtained from oxyhumolite using the IHSS procedure was used. The nature matrix was lignite from strip mine located in western Bohemia. For comparison, was used also a comercial humate HumiKey. Following characterization of the prepared samples was carried out for modified nanoparticles HA–SiO2 and also for the native silica nanoparticles. The results were compared, and their causes and consequences were discussed. Instrumental methods such as ATR–FTIR, thermogravimetric analysis TGA, scanning electron microscopy SEM and dynamic light scattering DLS were used for characterization. DLS was used to measure average particle sizes and -potencial values, which were crucial indicators of hybrid nanoparticles stability. The measurements of the prepared samples using these methods provided information on the presence of specific functional groups, chemical structure and the chemical composition of individual samples. SEM pictures provided visualization of native silica particles and hybrid modified systems.