Příprava nanočástic přechodných kovů a jejich oxidů pomocí plynových agregačních zdrojů

Abstract

This work focuses on the synthesis of nanoparticles of vanadium, titanium and their oxides. Magnetron-based gas aggregation source was used for nanoparticle preparation. Metallic nanoparticles of vanadium and titanium deposited on substrate were heated at atmospheric pressure which transformed them into oxides. Metallic and oxide nanopar- ticles are compared in terms of morphology, chemical composition, crystal structure and optical properties. Oxidation of vanadium nanoparticles during short heating times at the temperature of 450 řC is discussed in more detail. It was demonstrated, that ideal heating time for VO2 preparation is 60 s, the most stable vanadium oxide phase - V2O5 - is formed after longer heating. The change of electrical and optical properties with tem- perature (thermochromic behaviour) was monitored for VO2 nanoparticles. The V2O5 and TiO2 nanoparticles were tested for their photocatalytic effect and possible use as substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). It was shown that TiO2 nanoparticles coated with a thin silver layer can be used as recyclable, enhancing SERS substrates. 1

Tato práce se věnuje přípravě nanočástic vanadu, titanu a jejich oxidů. Pro přípravu nanočástic byl použit plynový agregační zdroj osazený planárním magnetronem. Kovové nanočástice vanadu a titanu nanesené na substrát byly poté zahřáty při atmosférickém tlaku, čímž se přeměnily v oxidové. Nanočástice kovové a oxidové jsou srovnávány z hlediska morfologie, chemického složení, krystalové struktury a optických vlastností. Podrobněji rozebrána je oxidace vanadových nanočástic při krátkých časech zahřívání při teplotě 450 řC. Bylo prokázáno, že pro přípravu VO2 je ideální doba zahřívání 60 s, při delších časech vzniká již nejstabilnější oxidová fáze, tedy V2O5. U nanočástic VO2 byla sledována změna elektrických a optických vlastností s teplotou (termochromní chování). U V2O5 a TiO2 nanočástic byly testovány fotokatalytické účinky a jejich možné využití jako substrátu pro povrchem zesílenou Ramanovu spektroskopii (SERS). Ukázalo se, že nanočástice TiO2 pokryté tenkou vrstvou stříbra mohou sloužit jako recyklovatelné, ze- silující substráty pro SERS. 1