Πράσινη σύνθεση νανοσωματιδίων Ag υποβοηθούμενη από μέλι και εφαρμογή τους στην παρασκευή νανοσύνθετης πολυαιθυλενογλυκόλης

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται η έννοια της νανοτεχνολογίας, οι κυριότερες εφαρμογές της, σε συνδυασμό με τους τομείς της οικονομίας που επηρεάζονται ή πρόκειται να επηρεαστούν βαθύτατα από το αναδυόμενο αυτό πεδίο, καθώς επίσης και οι ανησυχίες που εγείρει σχετικά με την επίδραση που μπορεί να έχει στην ανθρώπινη υγεία, στο περιβάλλον και τις λοιπές κοινωνικές επιπτώσεις που τη συνοδεύουν. Στη συνέχεια, αναδεικνύεται η ανάγκη να ενσωματωθεί η νανοτεχνολογία στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, περιγράφονται μερικές από τις κυριότερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η εκπαιδευτική κοινότητα στην εν λόγω προσπάθεια και παρατίθενται οι προτάσεις που αναφέρονται στη διεθνή βιβλιογραφία, ώστε να οικοδομηθεί η νανοεκπαίδευση με το βέλτιστο, δυνατό τρόπο. Έπειτα, περιγράφεται η πειραματική εφαρμογή της πράσινης σύνθεσης νανοσωματιδίων αργύρου και η εφαρμογή τους στην παρασκευή νανοσύνθετης πολυαιθυλενογλυκόλης. Χρησιμοποιήθηκαν διάφορες τεχνικές χαρακτηρισμού για τα ληφθέντα κολλοειδή και εξετάστηκε η αντιβακτηριδιακή δράση της νανοσύνθετης πολυαιθυλενογλυκόλης. Συνεπώς, θεωρήθηκε σκόπιμο να προτείνουμε στο τμήμα Χημείας του Α.Π.Θ. την ενσωμάτωση μίας νέας άσκησης, στο προπτυχιακό εργαστήριο των Πολυμερών, με περιεχόμενο την πράσινη σύνθεση νανοσωματιδίων Ag, υποβοηθούμενη από μέλι και νανοσύνθετης πολυαιθυλενογλυκόλης.The present work presents the concept of nanotechnology, the main applications, coupled with economic sectors affected or will be affected deeply by this emerging field, as well as the concerns raised about the effect it may have on human health, the environment and other social problems that accompany it. Subsequently, the need to incorporate nanotechnology in higher education is highlighted by describing some of the main challenges that the educational community faces in this effort and by listing the recommendations mentioned in the literature in order to build nano-education with the best, possible manner. Afterwards, we describe the experimental application of green synthesis of silver nano-particles and their application in nano-composite preparation of polyethyleneglycol (PEG). We used various techniques for the obtained colloids’ characterization and examined the antibacterial activity of polyethyleneglycol nano-composite. Therefore, it was considered appropriate to recommend to the Department of Chemistry (A.U.Th.), the incorporation of a new exercise in the undergraduate laboratory of Polymer, content honey mediated green synthesis of silver nano-particles and poly ethylene glycol nano-composite

Καταλυτική Υδρογόνωση Ανανεώσιμης Φουρφουράλης προς Φουρφουρόλη με Νανοσωματίδια του Ρουθηνίου σε Υδατικό Περιβάλλον.

Σε αυτήν τη διατριβή μελετούμε την εκλεκτική υδρογόνωση της φουρφουράλης (FAL) προς φουρφουρόλη καταλυόμενη από νανοσωματίδια του ρουθηνίου τροποποιημένα με διάφορους σταθεροποιητές, καθώς και με πρόδρομα καταλυτικά συστήματα του ρουθηνίου σε υδατικό περιβάλλον. Για την παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν 6 διαφορετικά πρόδρομα συστήματα του ρουθηνίου και 14 συνολικά είδη σταθεροποιητών, τα οποία ως πολυμερή έχουν διαφορετική φύση και μέσο μοριακό βάρος κατά βάρος (Mw) και ερευνάται η επίδραση του μήκους της αλυσίδας των σταθεροποιητών στην καταλυτική αντίδραση της υδρογόνωσης. Επιπλέον, τα πολυμερή διαθέτουν διάφορες πολικές λειτουργικές ομάδες οι οποίες είναι σε θέση να διαφοροποιήσουν τη σταθερότητα και να τροποποιήσουν τις καταλυτικές ιδιότητες των νανοσωματιδίων του ρουθηνίου με συμπλοκοποίηση στον πολικό υδατικό διαλύτη. Το πρόδρομο καταλυτικό σύστημα RuCl3·3H2O τροποποιημένο με το μετά νατρίου άλας του πολυακρυλικού οξέος (PAAS) Mw=2100 στους μοριακούς λόγους PAAS/Ru= 10 και FAL/Ru= 600, σε θερμοκρασία αντίδρασης 120ºC, πίεση διϋδρογόνου 70 bar με προσθήκη 15 ml απαερωμένου απιονισμένου υδατικού διαλύτη με χαμηλή συγκέντρωση ρουθηνίου 32 ppm, σε pH=7,00 και διάρκεια αντίδρασης 20 λεπτά παρουσίασε την υψηλότερη καταλυτική δραστικότητα ίση με 1650 TOF’s ανά ώρα με μετατροπή φουρφουράλης 92 mol%, εκλεκτικότητα φουρφουρόλης 82,0 mol% και εκλεκτικότητα του παραπροϊόντος της τετραϋδροφουρφουρόλης 18,0 mol%.In this thesis we study the hydrogenation of furfural (FAL) selectively into furfuryl alcohol (FOL) catalyzed by water-dispersible ruthenium(0) nanoparticles modified by different stabilizers and ruthenium precursors in aqueous medium. Τhe present study deals with 6 different ruthenium precursors and 14 various polymers as stabilizers and each polymer was applied with different weight-average molecular weights by weight (Mw) in order to study the effect of the chain length of the stabilizers on the catalytic hydrogenation of furfural. Moreover, the polymers contain various polar functionalities capable to stabilize and modify the catalytic properties of ruthenium nanoparticles by complexation in the highly polar aqueous solvent. The catalyst precursor RuCl3·3H2O modified by the sodium salt of polyacrylate (PAAS) with Mw= 2100 and molar ratios of PAAS/Ru= 10 and FAL/Ru= 600, at reaction temperature of 120ºC, dihydrogen pressure of 70 bar, with addition of 15 ml deairated demineralized aqueous solvent, at a low ruthenium concentration of 32 ppm, a pH value of 7.00 and reaction duration of 20 min exhibited the highest catalytic activity of 1650 TOF’s per hour with a high conversion of furfural of 92 mol% and selectivity towards furfuryl alcohol of 82.0 mol% and selectivity to the byproduct of tetrahydrofurfuryl alcohol of 18.0 mol%

Επιστρώσεις μετάλλων με βιοσυμβατά υλικά με την μέθοδο sol-gel

Στην παρούσα εργασία γίνεται θεωρητική αναφορά στους όρους νανοτεχνολογία, νανοϋλικά, ανόργανα πολυμερή, μέθοδος λύματος-πηκτής και τεχνολογία των επιστρώσεων.Σκοπός της εργασίας αποτελεί η σύνθεση νανοϋλικών με την μέθοδο sol-gel, ο δομικός και μορφολογικός χαρακτηρισμός αυτών, η εναπόθεση των νανοσυνθέσεων σε μεταλλικά υποστρώματα με την μέθοδο dip-coating και η μελέτη των οπτικών ιδιοτήτων τους, της απορροφητικότητας και της εκπεμψιμότητας. Από την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων προέκυψε οτι η νανοσύνθεση με την μεγαλύτερη απορροφητικότητα αποτελούταν από διάλυμα CuCoMn με διασπορά νανοσφαιρών CuO@TiO2 και CuO@SiO2 με τιμή ηλιακής συλλεκτικότητας, S κοντά στο δώδεκα.In the present work, there is a theoretical analysis of the terms like nanotechnology, nanomaterials, inorganic polymers, sol-gel method and technology of coating deposition. The present thesis studies the preparation of nanocompositions with sol-gel method, the structural and morphological characterization of them, the experimental procedure of coatings deposition on metallic substrates by dip-coating method and the study of the optical properties of absorptance and emmitance. The evaluation results showed that the nanosynthesis with greater absorptance consisted of CuCoMn solution including copper/titania (CuO @ TiO2) and copper/silica (CuO @ SiO2) nanospheres. Solar selectivity, S, ranges near twelve