Title
Kontrola strukturnih i mikrostrukturnih karakteristika binarnih i ternarnih oksida titana za primenu u obnovljivim izvorima energije
Creator
Veljković, Ivana
Copyright date
2012
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 06.04.2012.
Other responsibilities
mentor
Poleti, Dejan, 1952-
član komisije
Petrović, Rada, 1965-
član komisije
Zdujić, Miodrag
član komisije
Rogan, Jelena, 1971-
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Tehnološko-metalurški fakultet
Alternative title
Binary and terenary titanium oxides for application in renewable energy technologies-controlling of structural properties
Publisher
[I. Veljković]
Format
PDF/A (143 lista)
description
Hemija i hemijska tehnologija-Nauka o materijalima / Chemistry and chemical technology-Materials Science
Abstract (sr)
U disertaciji je dat pregled binarnih i ternarnih oksidi titana, počev od fundamen-talnih principa, preko sinteze, karakterizacije i procesiranja, do konkretne primene. Osnovni cilj istraživanja bilo je uspostavljanje zavisnosti između sinteze, svojstava i primene nestehiometrijskih binarnih oksida: titan-monoksida (TiOx) i Manjelijevih faza (TinO2n-1), kao i ternarnih oksida: Li4Ti5O12 spinela i α-Li2-xTiO3-x (OH)x · yH2O koji sadrže litijum. Dobijeni materijali su ispitivani za primenu kao strujni kolektori u olovnim, ili kao elektrode u Li-jonskim akumulatorima.
Materijali su sintetisani mehanohemijskim postupkom, koji je u nekim slučajevima praćen termičkim tretmanom, zatim reakcijama u čvrstom stanju, ili hidrotermalnim tretmanom. Za karakterizaciju su korišćene: rendgenska difrakcija, termogravimetrija i diferencijalno-skenirajuća kalorimetrija, skenirajuća i transmisiona elektronska mikroskopija, spektroskopija kuplovana sa plazmom, metoda tri tačke za određivanje provodnosti i ciklična voltametrija.
Mlevenjem smeša Ti i TiO2 sa različitim stehiometrijskim odnosima (1:1, 1,1:1 i 1,25:1) već na sobnoj temperaturi dobijen je TiOx, sa x = 0,92 – 1,19 sa veličinom kristalita oko 6 nm. Podešavanjem odnosa reaktanata moguće je diktirati fazni sastav krajnjih, žarenih proizvoda, čime se ostvaruje kontrola provodnosti ovog materijala. Uzorci Manjelijevih faza, TinO2n-1, sa n = 4 – 6, dobijeni su žarenjem mehanohemijski aktiviranih smeša TiO i TiO2 ili Ti2O3 i TiO2, pri čemu je pokazano da temperatura potrebna za dobijanje ovih faza može da se snizi za čak 30 % u odnosu na uobičajeni postupak. Dobijeni oksidi i smeše oksida, kao i originalni EBONEX® prah, prevedeni su u folije uz korišćenje polietilena. Na osnovu poređenja provodnosti i korozione stabilnosti, pokazano je da sintetisani novi materijali imaju bolje karakteristike od EBONEX®-a. Dobijeni su neporozni i elastični strujni kolektori, a neki od ispitanih uzoraka veoma obećavaju kao mogući strujni kolektori u veoma agresivnim sredinama kakva je H2SO4...
Abstract (en)
Binary and ternary titanium oxides are studied, starting with the fundamental principles, through synthesis, characterization and processing, to the specific applications of these materials. The main goal of this work was to establish functional relations between synthesis, properties and application of nonstoichiometric binary oxides: titanium monoxide (TiOx) and Magneli phases (TinO2n-1), as well as ternary, Li-containing titanium oxides: Li4Ti5O12 spinel and α-Li2-xTiO3-x (OH)x · yH2O. The prapared materials were tested for application as bipolar plate in bipolar Pb-acid battery or as electrode in Li-ion batteries.
The materials were prepared by mechanochemical method, in some cases followed by thermal treatment, as well as by solid state reactions and hydrothermal treatment. The products are characterized by X-ray powder diffraction, thermogravimetry and differential scanning calorimetry, scanning and transmission electronic microscopy, optical emission spectrometry coupled with plasma (ICP-OS), three point probe conductivity measurements and cyclic voltammetry.
Nanocrystalline cubic titanium monoxide, TiOx (0.92 < x < 1.19), with the mean crystallite size of about 6 nm, was synthesized by mechanochemical treatment of Ti and TiO2 powder mixtures with molar ratios of 1:1, 1.10:1 and 1.25:1. The phase composition of the products after annealing can be directed by setting of the ratio of reactants, and in this way the conductivity of TiOx can be controlled. Some Magneli phases TinO2n-1, with n = 4 – 6, or their mixtures were prepared using mechanochemical procedure followed by thermal treatment from stoichiometric mixtures of TiO and TiO2 or Ti2O3 and TiO2 powders. The temperature needed for synthesis of Magneli phases is lowered for about 30 % in respect to common methods. The prepared oxides and mixtures identical or similar to the Ebonex® powder, and original Ebonex® powder have proceeded into plastic-bonded, non-porous and flexible foil electrodes using a low density polyethylene. The electrodes were tested for corrosion stability in real lead-acid battery conditions and their conductivities were compared. Some investigated samples iii
iv
are very promising for application as current collector in extremely aggressive H2SO4 surrounding...
Authors Key words
Titan-monoksid (TiOx), Manjelijeve faze (TinO2n-1), Li4Ti5O12 spinel, defektne strukture, fazne transformacije, hidrotermalna sinteza
Authors Key words
Titanium monoxide (TiOx ), Magneli phases (TinO2n-1), Li4Ti5O12 spinel, defect structures, phase transformations, hydrothermal synthesis
Classification
66.017/.018
Subject
Obnovljivi izvori energije
Type
Tekst
Abstract (sr)
U disertaciji je dat pregled binarnih i ternarnih oksidi titana, počev od fundamen-talnih principa, preko sinteze, karakterizacije i procesiranja, do konkretne primene. Osnovni cilj istraživanja bilo je uspostavljanje zavisnosti između sinteze, svojstava i primene nestehiometrijskih binarnih oksida: titan-monoksida (TiOx) i Manjelijevih faza (TinO2n-1), kao i ternarnih oksida: Li4Ti5O12 spinela i α-Li2-xTiO3-x (OH)x · yH2O koji sadrže litijum. Dobijeni materijali su ispitivani za primenu kao strujni kolektori u olovnim, ili kao elektrode u Li-jonskim akumulatorima.
Materijali su sintetisani mehanohemijskim postupkom, koji je u nekim slučajevima praćen termičkim tretmanom, zatim reakcijama u čvrstom stanju, ili hidrotermalnim tretmanom. Za karakterizaciju su korišćene: rendgenska difrakcija, termogravimetrija i diferencijalno-skenirajuća kalorimetrija, skenirajuća i transmisiona elektronska mikroskopija, spektroskopija kuplovana sa plazmom, metoda tri tačke za određivanje provodnosti i ciklična voltametrija.
Mlevenjem smeša Ti i TiO2 sa različitim stehiometrijskim odnosima (1:1, 1,1:1 i 1,25:1) već na sobnoj temperaturi dobijen je TiOx, sa x = 0,92 – 1,19 sa veličinom kristalita oko 6 nm. Podešavanjem odnosa reaktanata moguće je diktirati fazni sastav krajnjih, žarenih proizvoda, čime se ostvaruje kontrola provodnosti ovog materijala. Uzorci Manjelijevih faza, TinO2n-1, sa n = 4 – 6, dobijeni su žarenjem mehanohemijski aktiviranih smeša TiO i TiO2 ili Ti2O3 i TiO2, pri čemu je pokazano da temperatura potrebna za dobijanje ovih faza može da se snizi za čak 30 % u odnosu na uobičajeni postupak. Dobijeni oksidi i smeše oksida, kao i originalni EBONEX® prah, prevedeni su u folije uz korišćenje polietilena. Na osnovu poređenja provodnosti i korozione stabilnosti, pokazano je da sintetisani novi materijali imaju bolje karakteristike od EBONEX®-a. Dobijeni su neporozni i elastični strujni kolektori, a neki od ispitanih uzoraka veoma obećavaju kao mogući strujni kolektori u veoma agresivnim sredinama kakva je H2SO4...
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.