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 og anvendelsen av disse partiklene i i ulike systemer relevant for forskning og industri. Funksjonalisering av overflater vil bli behandlet.

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.

Læringsutbytte

Etter endt emne skal studentene kunne:
- Forstå grunnlaget for utfellingsprosesser og hvilke drivkrefter som er nødvendig for å produsere nanopartikler.
- Gjøre rede for ulike mekanismer for kjernedannelse og vekst av amorfe og krystallinske partikler.
- Forstå koblingen mellom termodynamisk drivkraft og kinetikk ned henblikk på dannelsen av nanopartikler.
- Forstå framstilling av porøs alumina.
- Forstå de overordnede prinsipper for katalysatorframstilling 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.
- Utlede ligninger for nukleeringshastighet.
- Bergene nukleerings- og veksthastigheter for nanopartikler.
- Foreslå tiltak for å kontrollere partikkelstørrelse og partikkelstørrelsesfordeling basert på endringer i aktuelle systemparametere.
- 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.
- Databehandling og lineær regresjon.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og obligatoriske øvinger. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

TMT4320 Nanomaterialer.

Kursmateriell

Oppgis ved forelesningsstart.