Õppetöö
Vana õppekava
Bakalaureuseõpe - materjaliteaduse 3.a.
FKFE.03.053 Füüsikalise keemia
praktikum
praktikumi
juhendid (Word'97,
zip-fail)
Uus õppekava
Bakalaureuseõpe - materjaliteaduse 2 a.
FKFE.03.054 Keemia teoreetiliste aluste praktikum I
(2003-....)
praktikumi juhendid
(Word '97, zip-fail)
Bakalaureuseõpe - Meditsiiniline keemia - arstiteaduse 1 a. (inglise rühm)
Kontrolli vorm: arvestus
Aine maht: 3 AP
Keemia magistriõpe
FKFE.03.045 Poorsete
materjalide elektrokeemia
Antud ainekursuses antakse ülevaade poorsete materjalide saamise mõningatest tehnoloogilistest probleemidest, poorsete materjalide modifitseerimise võimalustest ning nende elektrokeemilistest omadustest. Analüüsitakse poorsete materjalide kasutamise võimalusi elektrokatalüsaatoritena, elektroodidena energiasalvestites jne. Analüüsitakse elektrokeemilise impedantsi meetodi abil määratud materjalide parameetrite (eripind, poori raadius, poori ruumala) vastastikuseid seoseid.
Kohustuslikud eeldusained: FKFE
03.027
Kontrolli vorm: eksam (kirjalik)
Aine maht: 2 AP
Loenguid: 8h
Seminare: 8h
Praktilisi töid: 16h
Iseseisvat tööd: 48h
Auditoorse töö ajakava
24.-27.n. 4 L n-s; 28.-31.n. 4 S n-s; 32.-33.n. 8 P n-s
1.-2. Ülevaade
poorsete materjalide saamisvõimalustest.
3.-4. Poorsete
materjalide rakendusvõimalused elektrokeemias. BET ja teised meetodid
poorsete materjalide eripinna, mõõtmete ja nende
jaotusfunktsiooni määramiseks.
5.-6. Elektrokeemilise
impedantsi meetodi kasutamine poorsete materjalide karakteristikute määramiseks.
7.-8. Teised
füüsikalised ning elektrokeemilised meetodid poorsete materjalide
omaduste määramiseks.
Seminaride temaatika (2 tundi, toimumise aeg lepitakse kokku loengus)
*BET ning teiste meetodite kasutamine poorsete
materjalide eripinna, pooride lineaarmõõtmete ning jaotusfunktsiooni
määramiseks.
*Süsinikelektroodide ning poorsete metallide
saamisvõimalused.
*Elektrokeemilise impedantsi meetodi kasutamine
poorsete elektroodide karakteristikute määramiseks.
*Seosed BET-meetodil ja elektrokeemilise impedantsi
meetodil määratud parameetrite vahel.
Praktilised tööd (praktiliste tööde
teostamise aeg lepitakse kokku
individuaalselt)
*BET- ja teiste meetodite kasutamine poorsete
materjalide eripinna määramiseks (4 tundi).
*Elektrokeemilise impedantsi meetodi kasutamine
poorsete materjalide karakteristikute määramiseks (12 tundi).
Kirjandus
1.Surface Analysis. Principal Techniques, Ed. by J.C. Vickerman,
Wiley, New York, 1997.
2.Impedance Spectroscopy. Emphasizing Solid Materials
and Systems, Ed. by J. Ross Macdonald, John Wiley & Sons, New York,
1987.
3.B.E. Conway, Electrochemical Supercapacitors. Scientific
Fundamentals and Technological Applications, Kluwer Academic / Plenum Publishers,
New York, 1999.
4.A.W. Adamson, Physical Chemistry of Surfaces, A Wiley-Interscience
Publication, New York, 1990.
5.G.A. Somorjai, Introduction to Surface Chemistry and
Catalysis, A Wiley-Interscience Publication, New York, 1994.
6. Tartu Ülikooli Füüsikalise keemia instituudis
teostatud uurimistööde materjalid.
Jooksva kontrolli osakaal eksamihindes, eksamile pääsemise tingimused
Eksamile lubatakse, kui on edukalt sooritatud praktilised
tööd.
Keemia, materjaliteaduse ja materjalitehnoloogia magistriõpe
FKFE.03.061 Nanopoorsete ja nanostruktuursete materjalide keemia
4 AP. E
Stats (64L+96I)
valikaine: keemia, materjaliteadus, materjalitehnoloogia (mag)
Eeldusained: FKFE 03.019
24.-36. n.
Eesmärk:
Antakse ülevaade poorsete süsteemide moodustumise seaduspärasustest
ja nende termodünaamilisest stabiilsusest. Tutvustatakse keemiliste
reaktsioonide ja adsorptsiooniprotsesside kulgamise seaduspärasusi
makro-, mikro- ja nanopoorsetes süsteemides.
Sisu lühikirjeldus:
Vaadeldakse erineva loomuse ning erineva poorsusega (mikro-, meso-
ja nanopoorsed) materjalide ja süsteemide põhilisi omadusi
ning käsitletakse poorsete materjalide uurimise meetodeid (elektronmikroskoopia,
STM, AFM, transmissioonelektronmikroskoopia, röntgendifraktsiooni,
gaasi adsorptsiooni, Hg-porosimeetria, gaasifaasist orgaaniliste ühendite
adsorptsiooni meetodid). Vaadeldakse erinevaid mudeleid nanostruktuursete
materjalide iseloomustamiseks (poorsus, pinnakaredus, energeetiline ebaühtlus,
fraktaalsus). Käsitletakse kolme faasi piirpinna karakteristikute
mõju reaktsioonide katalüütilistele ja elektrokatalüütilistele
omadustele. Tutvustatakse lähemalt uuemate materjalide, energiasalvestite
ning energiaallikate (superkondensaatorid, kütuseelemendid, Li-ioon-patareid,
elektrit juhtivad polümeerid, tahked elektrolüüdid) töö
põhimõtteid.
Kirjandus:
1. P. Atkins, Physical Chemistry, Oxford, Oxford University Press, 1994.
2. E. Gileadi, Electrode Kinetics for Chemists, Chemical Engineers
and Materials Scientists, VCH Publishers, New York, 1993.
3. J.O'M. Bockris, A.K.N. Reddy, Modern Electrochemistry 2, Fundamentals
of Electrodics, Plenum Press, New York, 1998.
4. J.R. MacDonald (Ed.), Impedance Spectroscopy. Emphasizing Solid
Materials and Systems, Wiley, New York, 1987.
5. B.E. Conway, Electrochemical Supercapacitors Scientific Fundamentals
and Technological Applications, Kluwer Academic / Plenum Publishers, New
York, 1999.
6. S.J. Gregg, K.S.W. Sing, Adsorption. Surface Area and Porosity,
Academic Press, London, 1982.
7. C.C. Bond, Heterogeneous Catalysis, Clarendon Press, Oxford, 1974.
8. M. Morbidelli. A. Gavrilids, A. Varma, Catalyst Design. Optimal
Distribution of Catalyst in Pellets, Reactors, and Membranes, Cambridge
Univ. Press, Cambridge, 2001.
9. C.N.R. Rao, J. Gopalakrishnan, New Directions in Solid State Chemistry,
Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1997.
10. E. Lust, Adsorptsioon (loengukonspekt).
11. E. Lust, Elektrokeemiline kineetika (loengukonspekt).
Viimati muudetud 24. 11. 2004