Štúdium nanokryštalických diamantov pripravených detonačnou metódou

Abstract

Táto bakalárska práca sa zaoberá štúdiom nanokryštalických diamantov pripravených detonačnou metódou pomocou rôznych pokročilých analytických techník. Ďalej sa venuje čisteniu vzoriek rôznymi metódami a porovnávaniu ich čistoty s priemyselne čistenými vzorkami. K štúdiu kryštalickej štruktúry sme použili práškovú difrakciu, spolu s malouhlovým rozptylom a transmisnou elektrónovou mikroskopiou sme určili veľkostnú distribúciu na- nočastíc. Na identifikáciu nečistôt sme využili práškovú difrakciu, SQUIDovú magneto- metriu a Ramanovu spektroskopiu. Vzorky sme čistili termálnou a kyslou oxidáciou, ako aj ich kombináciou. Výsledky ukazujú, že stanovená veľkostná distribúcia nanočastíc nezávisí na použitej analytickej metóde a ani na spôsobe čistenia. Vzorky čistené kombinovanou termálnou a kyslou oxidáciou vykazovali vyššiu čistotu v porovnaní so vzorkami čistenými len kvapal- nou oxidáciou. Kvalita kombinovane čistených vzoriek bola porovnateľná s priemyselne čistenými vzorkami, avšak termálna oxidácia má potenciál byť ekonomickejšia a ekolo- gickejšia. Na základe získaných výsledkov prináša táto práca cenné informácie o štruktúre, mor- fológii, nečistotách a spôsoboch čistenia detonačných nanodiamantov, ktoré sú kľúčové pre ich ďalšiu aplikáciu v rôznych odvetviach. 1

This bachelor thesis studies nanocrystalline diamonds prepared by the detonation method using various advanced analytical techniques. It further discusses the purification of the samples by multiple methods and compares their purity with industrially purified samples. Powder diffraction was used to study the crystalline structure. Along with small-angle scattering and transmission electron microscopy, we determined the size distribution of the nanoparticles. Powder diffraction, SQUID magnetometry, and Raman spectroscopy were utilized to identify impurities. We purified the samples by thermal and acid oxi- dation, as well as by a combination of both methods. The results show that the determined nanoparticle size distribution does not depend on the method used. Samples purified by combined thermal and acid oxidation showed higher purity compared to samples purified by liquid oxidation alone. The quality of the combined purified samples was comparable to the industrially purified samples, but the methods used have the potential to be more economical and environmentally friendly. Based on the results obtained, this work provides valuable information on the structure, morphology, impurities, and purification methods of detonation nanodiamonds, which is crucial for their further application in various industries. 1