Synthesis of Nanoparticles and Organometallic Complexes for Gas Sensing

Doctoral thesis, 2020

Aktualny stan środowiska wymaga odpowiedniej oraz nieustannej kontroli zanieczyszczeń, ponieważ mają one bardzo szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka. Równie ważne jest wprowadzanie działań i procesów, które w konsekwencji nie będą wytwarzać niezdrowych produktów ubocznych. Przykład efektywnego wykorzystania tych rozwiązań stanowi zastępowanie samochodów spalinowych, pojazdami napędzanymi wodorem, czego następstwem jest brak emisji zanieczyszczeń. Zarówno przy kontroli zanieczyszczeń środowiskowych, jak i przy użyciu wodoru jako paliwa, konieczne jest zastosowanie sensorów, które monitorują poziomy toksycznych gazów czy też informują o wszelakich nieścisłościach. W ostatnich latach szczególnym zainteresowaniem cieszą się nanocząsteczki poszczególnych metali oraz związki organiczne, które wykazjują aktywność w stosunku do gazów takich jak tlenki azotu lub wodór. Przedmiotem tej rozprawy doktorskiej jest synteza nanocząsteczek, palladu, złota oraz ich stopów. Ponadto, dana praca prezentuje dogłębną analizę interakcji zachodzących pomiędzy nanocząsteczkami, a związkami potrzebnymi do ich stabilizacji. Ukazuje także, jaki wpływ na proces monitorowania wodoru wywierają te interakcje. Pozostała część tej rozprawy skupia się na syntezie związków metaloorganicznych, które mogłyby zostać wykorzystane do kontroli poziomu zanieczyszczeń tlenkami azotu.

 

The current environmental situation requires proper pollution control, since pollution has a very harmful effect on our health. It is equally important to implement activities and processes that will not produce unhealthy by-products as a result. An example of the effective use of these solutions is the replacement of internal combustion cars with hydrogen-powered cars, which results in no emissions. Both when controlling environmental pollution and when using hydrogen as a fuel, it is necessary to use sensors that monitor the levels of toxic gases or inform the user of any leakage. In recent years, nanoparticles of individual metals and organic compounds, which show activity against gases such as nitrogen oxides or hydrogen, have been of particular interest. The subject of this doctoral dissertation is the synthesis of palladium and gold nanoparticles and their alloys. In addition, this work presents an in-depth analysis of the interactions between nanoparticles and the compounds needed to stabilize them, and shows how these interactions affect the hydrogen monitoring process. The remainder of this dissertation focuses on the synthesis of organometallic compounds that could be used to control the level of nitrogen oxide pollution.