Forskningsgruppe Uorganisk materialkjemi 2014

Transkript

1 Forskningsgruppe Uorganisk materialkjemi 2014 Fast stab: Helmer Fjellvåg Pavel Karen Serena Margadonna Ola Nilsen Anja Olafsen Sjåstad Professor II Reinhard Nesper (ETH Zürich) Spyros Diplas (SINTEF Oslo) Laboratorieansvarlige Per Fostervoll David Wragg Administrative støttefunksjon Karen Petterson 2012: 4 project students; 8 master students 15 PhD students; 12 postdoc/researchers

2 Forelesing 1 KJM1120 Uorganisk kjemi Forelesninger Laboratoriekurs Kollokvier/oblig Helmer Fjellvåg (kursansvarlig) Karl Petter Lillerud (ansvar lab) Anja Olafsen Sjåstad (ansvar koll & oblig) Kvalitativ uorganisk kjemi Klassisk kunnskap Grunnleggende (generelle) konsepter Anvendelser (litt.) Stort steg fra dette innføringsnivået til temaer som er viktige i dagens forskning og for fremtidens utfordringer (energi, miljø, helse, nytt nøringsliv.)

3 Forelesing 1 l 1x2 2 grupper s-blokk Periodesystemet grupper ( ), perioder ( ) 6 grupper m p-blokk l og m s 3x2 5x2 10 grupper d-blokk n 7x2 14 grupper f-blokk

4 Hvordan lære mer uorganisk kjemi? Pr. i dag ikke et uorganisk kjemi II/uorganisk materialkjemi Arbeider for å få et slikt tilbud på plass V2015 (til glede for neste kull av studenter..)

5 Valgfri emner innen bachelorstudiet Hva med de valgfrie kursene? Oppgaver innen syntese, karakterisering og modellering stiller ulike krav til bakgrunn. Viktig å vite hva man er mest interessert i. (syntese, studier av struktur/fysikalske egenskaper, eller teori/modellering) TA KONTAKT og diskuter dine valg med oss! Minst 20 studiepoeng fordypningsemner i kjemi. Vi anbefaler at disse velges blant: MENA3000 Funksjonelle materialer KJM2010 Prosjektoppgave I (10sp) MENA3100 Materialkarakterisering Alternativer: MENA3300 Nanoteknologi KJM3000 Anvendt spektroskopi KJM3300 Fysikalsk kjemi II KJM3600 Molekylmodellering MENA3200 Energimaterialer Eller utenlandsopphold for tilsvarende kunnskap. Ta gjerne ytterligere kjemiemner eller emner fra andre fagområder som interesserer deg.

6 Emner som del av masterstudiet Kjemi-master: 4. semester Masteroppgave 3. semester Masteroppgave Masteremne 2. semester Masteroppgave Masteremne Masteremne 1. semester KJM-MENA Eksperimentelle metoder KJM Vitenskapelig kommunikasjon KJM-MENA Scientific presentation techniques Masteremne 10 studiepoeng 10 studiepoeng 10 studiepoeng Master-emner velges blant kursene (i samråd med veileder): KJM Uorganisk materialsyntese KJM Uorganisk strukturkjemi KJM Defektkjemi og reaksjoner KJM Advanced Inorganic Chemistry MENA Nano-chemistry KJM-MENA Eksperimentelle metoder (modulkurset)

7 Syntese karakterisering - modellering Modeling/theory Bulk/faste stoffer Tynne filmer & belegg (Nano)partikler

8 Crystal growth -promoted (e.g. Urea-method) Synthesis of LDHs Nucleation -promoted (Co-precipitation) ( ) Crystal growth -promoted: Good crystallinety and big crystals Poor cation control ( o ) H e Nucleation -promoted: Poor crystallinety and small crystals Good cation control InPro

9 Frequency % Frequency % Monodispersible Pt-Rh NP size and morphology Small Spheres mol PVP / mol Precursors = W, 5min DMF, PVP 0.8 gr mean: 3.3 nm SD: nm 5 nm dimameter / nm Truncated Cubes mol PVP / mol Precursors = W, 5min DMF, PVP 0.4 gr mean: 6.4 nm SD: nm 5 nm diagonal / nm Dr. M. Kalyva, NAFUMA group

10 Oxidic and magnetic multilayers Si substrate BF image and EFTEM images Ni JB1044 Fe Ti Signature (unit, name, etc.)

11 Utstyr og brukere Reaktorer for tynne filmer og belegg Atomic Layer Deposition Home made reactor Hybrid Closed/flow type reactor TSF 500 (BENEQ) Flow type reactor

12 Layered double hydroxides Graphite (and h-bn) TMDs MoS 2 Layered silicates Layered Materials Oxyhalides FeOCl Perovskite related materials Metal halides MoCl 2 CrCl 3 III-VI layered Semiconductors GaSe

13 Topokjemiske Utstyr og brukere reaksjoner Blandet valens (M 2.5 vs M II + M III ) Modifisere sammensetning interkallere molekyler, ioner Modifisere oksidasjonstrinn vakanser, interstitielle Syntese av nye forbindelser Intermediær (halvtallig) valens Strukturell ordning Elektroniske egenskaper

14 Data collection Lin (Counts) The sample Theta - Scale n d sin 2 hkl Theory and tools Results structure, composition, morphology

15 Utstyr og brukere Surface characterization HP-STM Plan: New instrument Dynamic studies of surfaces

16 Utstyr og brukere Light conversion Anvendelsesområder/partnere for solar cells Energiteknologi: - Li-ione batterier (mikrobatterier; transportsektor; stasjonært) - Si-baserte solceller (økt energieffektivitet) - (magnetokaloriske materialer for kjøling) Prosessindustri: - Katalysatorer metallbaserte: ammoniakkoksidasjon; omdanning nitrogenoksider mikroporøse: zeolittrelaterte for metanol-til-olefin reaksjonen - Modellsystemer (nanopartikler; overflater; 2D/3D-modeller) - Absorbenter og membraner (metallorganiske rammeverk MOF; bruk av ALD) Annet: - sensorteknologi (tynnfilm/belegg med funksjonelle materialer) - medisinsk teknologi (overflatemodifisering hybrid materialer)

17 Arbeidsted etter studiene (pr. 2007). Statistikk basert på 44 medarbeidere (master, PhD, post doc) innen uorganisk materialkjemi; gruppen til prof. Fjellvåg; Utland (3) Universitet/høyskoler (5) Annet (3) Industri (stor 12; SMB 3) Skole, patentbyrå, etater, offentlig (7) Forskningsinstitutter (11) SINTEF; Institutt for energiteknikk, Forsvarets forskningsinstitutt Norsk Hydro, Statoil, REC, Elkem, GE (Amersham),

18 Forskningsgruppe Uorganisk materialkjemi 2014 Fast stab: Helmer Fjellvåg Pavel Karen Serena Margadonna Ola Nilsen Anja Olafsen Sjåstad Professor II Reinhard Nesper (ETH Zürich) Spyros Diplas (SINTEF Oslo) Laboratorieansvarlige Per Fostervoll David Wragg Administrative støttefunksjon Karen Petterson 2012: 4 project students; 8 master students 15 PhD students; 12 postdoc/researchers