Tato práce se pokouší osvětlit reakci fluorografenu s amidem sodným v dimethylformamidu, jenž poskytuje dusíkem dopovaný grafenový derivát s nízkým obsahem fluoru. Zájem o tuto reakci tkví v nebývale vysokém stupni dopace grafenu dusíkem zjištěného rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií, který dosahuje 17 at. %, čehož je dosaženo za relativně mírných podmínek v porovnání s předešlými metodami. Produkt a vedlejší produkty této reakce byly studovány za použití mnoha experimentálních metod pro zjištění mechanismu zodpovědného za vkládání dusíku do výsledné grafenové mřížky. Experimentální výsledky v kombinaci s metodami výpočetní chemie poskytují kroky vedoucí k rozklíčování tohoto mechanismu.
Anotace v angličtině
The present work attempts to shed light on the reaction between fluorographene and sodium amide in dimethylformamide which affords a fluorine free nitrogen-doped graphene derivative. The interest on this reaction arises from the unprecedented nitrogen doping levels as recorded with X-ray photoelectron spectroscopy, reaching 17 at. %, at particularly mild reaction conditions with respect to commonly utilized methods reported before. Product and byproducts were identified and scrutinized, employing a broad array of experimental techniques, in order to provide possible answers on the critical question of the mechanism of nitrogen insertion in the graphitic plane. Experimental results combined with ab initio calculations pave the way for disentangling this intriguing mechanism.
Tato práce se pokouší osvětlit reakci fluorografenu s amidem sodným v dimethylformamidu, jenž poskytuje dusíkem dopovaný grafenový derivát s nízkým obsahem fluoru. Zájem o tuto reakci tkví v nebývale vysokém stupni dopace grafenu dusíkem zjištěného rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií, který dosahuje 17 at. %, čehož je dosaženo za relativně mírných podmínek v porovnání s předešlými metodami. Produkt a vedlejší produkty této reakce byly studovány za použití mnoha experimentálních metod pro zjištění mechanismu zodpovědného za vkládání dusíku do výsledné grafenové mřížky. Experimentální výsledky v kombinaci s metodami výpočetní chemie poskytují kroky vedoucí k rozklíčování tohoto mechanismu.
Anotace v angličtině
The present work attempts to shed light on the reaction between fluorographene and sodium amide in dimethylformamide which affords a fluorine free nitrogen-doped graphene derivative. The interest on this reaction arises from the unprecedented nitrogen doping levels as recorded with X-ray photoelectron spectroscopy, reaching 17 at. %, at particularly mild reaction conditions with respect to commonly utilized methods reported before. Product and byproducts were identified and scrutinized, employing a broad array of experimental techniques, in order to provide possible answers on the critical question of the mechanism of nitrogen insertion in the graphitic plane. Experimental results combined with ab initio calculations pave the way for disentangling this intriguing mechanism.
Introduction to the structure, chemistry and applications of fluorographene and its derivatives, with emphasis on its reactivity. Aim of the thesis. Description of the materials, methods and instruments that where used for synthesis and characterization of the materials. Results and dicussion. Conclusions.
Zásady pro vypracování
Introduction to the structure, chemistry and applications of fluorographene and its derivatives, with emphasis on its reactivity. Aim of the thesis. Description of the materials, methods and instruments that where used for synthesis and characterization of the materials. Results and dicussion. Conclusions.
Seznam doporučené literatury
1) Karlický, F.; Datta, K. K. R.; Otyepka, M.; Zbořil, R. Halogenated Graphenes: Rapidly Growing Family of Graphene Derivatives; ACS Nano 2013; 7 (8); 6434-6464
2) Dubecký, M.; Otyepková, E.; Lazar, P.; Karlický, F.; Petr, M.; Čépe, K.; Banáš, P.; Zbořil, R.; Otyepka, M. Reactivity of Fluorographene: A Facile Way toward Graphene Derivatives. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1430-1434
3) Chronopoulos, D. D.; Bakandritsos, A.; Pykal, M.; Zbořil, R.; Otyepka, M. Chemistry, Properties, and Applications of Fluorographene. Applied Materials Today 2017, 9, 60-70.
4) Bakandritsos, A.; Pykal, M.; Błoński, P.; Jakubec, P.; Chronopoulos, D. D.; Poláková, K.; Georgakilas, V.; Čépe, K.; Tomanec, O.; Ranc, V.; et al. Cyanographene and Graphene Acid: Emerging Derivatives Enabling High-Yield and Selective Functionalization of Graphene. ACS Nano 2017, 11, 29822991.
5) Medveď, M.; Zoppellaro, G.; Ugolotti, J.; Matochová, D.; Lazar, P.; Pospíšil, T.; Bakandritsos, A.; Tuček, J.; Zbořil, R.; Otyepka, M. Reactivity of Fluorographene Is Triggered by Point Defects: Beyond the Perfect 2D World. Nanoscale 2018, 10 (10), 4696-4707.
6) Matochová, D.; Medved', M.; Bakandritsos, A.; Steklý, T.; Zbořil, R.; Otyepka, M. 2D Chemistry: Chemical Control of Graphene Derivatization. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9 (13), 3580-3585.
Seznam doporučené literatury
1) Karlický, F.; Datta, K. K. R.; Otyepka, M.; Zbořil, R. Halogenated Graphenes: Rapidly Growing Family of Graphene Derivatives; ACS Nano 2013; 7 (8); 6434-6464
2) Dubecký, M.; Otyepková, E.; Lazar, P.; Karlický, F.; Petr, M.; Čépe, K.; Banáš, P.; Zbořil, R.; Otyepka, M. Reactivity of Fluorographene: A Facile Way toward Graphene Derivatives. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1430-1434
3) Chronopoulos, D. D.; Bakandritsos, A.; Pykal, M.; Zbořil, R.; Otyepka, M. Chemistry, Properties, and Applications of Fluorographene. Applied Materials Today 2017, 9, 60-70.
4) Bakandritsos, A.; Pykal, M.; Błoński, P.; Jakubec, P.; Chronopoulos, D. D.; Poláková, K.; Georgakilas, V.; Čépe, K.; Tomanec, O.; Ranc, V.; et al. Cyanographene and Graphene Acid: Emerging Derivatives Enabling High-Yield and Selective Functionalization of Graphene. ACS Nano 2017, 11, 29822991.
5) Medveď, M.; Zoppellaro, G.; Ugolotti, J.; Matochová, D.; Lazar, P.; Pospíšil, T.; Bakandritsos, A.; Tuček, J.; Zbořil, R.; Otyepka, M. Reactivity of Fluorographene Is Triggered by Point Defects: Beyond the Perfect 2D World. Nanoscale 2018, 10 (10), 4696-4707.
6) Matochová, D.; Medved', M.; Bakandritsos, A.; Steklý, T.; Zbořil, R.; Otyepka, M. 2D Chemistry: Chemical Control of Graphene Derivatization. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9 (13), 3580-3585.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
viz Zápis o obhajobě kvalifikační práce - součást Zápisu o SZZ bakalářského studia