course-details-portlet

TKP4190 - Fabrikasjon og anvendelse av nanomaterialer

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Samlet karakter
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Prosjekt 40/100
Skriftlig skoleeksamen 60/100 4 timer D

Faglig innhold

Emnet tar for seg det termodynamiske grunnlaget og kinetikken for nukleering og vekst av nanopartikler med fokus på felling fra væskesystemer. Ulike mekanismer for nukleering og krystallvekst med tilhørende beregninger av nukleerings- og veksthastigheter gir grunnlag for design av partikkelpopulasjoner. Den klassiske krystalliseringsteorien presenteres som den grunnleggende teoretiske bakgrunnen, og nylig fremkomne alternative hypoteser blir diskutert.

Syntese og funksjonalisering av metalliske og polymere nanopartikler vil bli presentert med forståelse for hvordan veksten kan styres ved å justere syntetiske parametere. Funksjonalisering av partikkeloverflater vil bli behandlet for å skreddersy dem mot bestemte applikasjoner. Løsningsbaserte karakteriseringsteknikker vil bli diskutert fra grunnleggende prinsipper som er relevante for slike nanomaterialer.

Emnet tar videre for seg metoder for framstilling av katalysator og katalysatorbærere basert på utfelling, samt andre metoder som har spesiell relevans i forhold til katalysatorenes nanostruktur og funksjonalitet, for eksempel sol-gel og kolloidbasert framstilling. Relevante eksempler der stor betydning av partikkel- eller porestørrelse er påvist gjennomgår (Au, Co, Ni- katalysator og karbon nanofibre (CNF)). Det gis også en kort innføring i katalytiske modellsystemer og overflatevitenskap og deres eksperimentelle og teoretiske anvendelse innen katalyse.

Et prosjektarbeid utføres som en del av kurset som involverer fabrikasjon og karakterisering av nanomaterialer for å støtte læringsutbyttet via praktisk erfaring.

Læringsutbytte

Etter endt emne skal studentene kunne: - Forstå grunnlaget for utfellingsprosesser og hvilke drivkrefter som er nødvendig for å produsere nanopartikler. - Beskriv ulike mekanismer for nukleasjon og vekst av amorfe og krystallinske nanopartikler i forhold til termodynamisk drivkraft og effektive parametere. -Bergene nukleerings- og veksthastigheter for nanopartikler. - Foreslå tiltak for å kontrollere partikkelstørrelse og partikkelstørrelsesfordeling basert på endringer i aktuelle systemparametere. - Forstå hvordan overflatefunksjonalisering kan endre sluttbruk / bruk av nanomaterialer - Forstå grunnleggende karakteriseringsteknikker som oftest brukes til å studere nanostrukturer i løsning - Forstå de de grunnleggende prinsippene for fabrikasjon av nanomaterialer ved utfelling, samfelling og "incipient wetness", samt sol-gel og bruk av kolloide partikler. - Ha overordna oversikt over muligheter og begrensinger in bruken av katalytiske modellsystemer. - Kunne beregne/foreslå sammensetning av løsning for framstilling av katalytiske nanopartikler. - Kunne gi eksempler på reaksjon katalysatorsystemer der partikkelstørrelsens og/eller nanostrukturens betydning er påvist og identifisert. - Anvendelse av lineær regresjon for karakterisering av nanomaterialer.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, obligatoriske øvinger og prosjekt oppgave.

Mer om vurdering

Delvurdering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I denne inngår skriftlig avsluttende eksamen 60% og arbeider 40%. Resultatet for delene angis i bokstavkarakter. Vurdering for hele vurderingen angis med bokstavkarakter.

Ved utsatt eksamen (pga stryk på selve eksamensdelen)(kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Ved forbedring av karakter må alle vurderinger i emnet gjentas.

Kursmateriell

Fabrication and Applications of Nanomaterials, S. Bandyopadhyay, Mc Graw Hill;

Crystallization, J.W. Mullin, 4th ed, Elsevier;

Concepts of Modern Catalysis and Kinetics, I. Chorkendorff and J.W. Niemantsverdriet, Wiley.

Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  VÅR 2023

Undervisningsspråk: Engelsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator: Faglærer(e):

Ansvarlig enhet
Institutt for kjemisk prosessteknologi

Timeplan

Listevisning
Kalendervisning

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Samlet karakter

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Vår ORD Skriftlig skoleeksamen 60/100 D 07.06.2023 09:00 PAPIR
Rom Bygning Antall kandidater
SL215 Sluppenvegen 14 16
Vår ORD Prosjekt 40/100
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer UTS Skriftlig skoleeksamen 60/100 D
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU