Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Technologia chemiczna (S2)

Sylabus przedmiotu Techniki badania nanomateriałów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Technologia chemiczna
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Techniki badania nanomateriałów
Specjalność Nanotechnologie
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska
Nauczyciel odpowiedzialny Walerian Arabczyk <Walerian.Arabczyk@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Zofia Lendzion-Bieluń <Zofia.Lendzion-Bielun@zut.edu.pl>, Dariusz Moszyński <Dariusz.Moszynski@zut.edu.pl>, Urszula Narkiewicz <Urszula.Narkiewicz@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 5,0 ECTS (formy) 5,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW1 45 2,00,62egzamin
laboratoriaL1 75 3,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Chemia Nieorganiczna, Chemia Fizyczna, Fizyka z zakresu studiów stacjonarnych pierwszego stopnia.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studenta z technikami badawczymi oraz ich wykorzystania w badaniach nanomateriałów.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM). Oznaczanie składu pierwiastkowego za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (SEM-EDX).10
T-L-2Oznaczanie składu fazowego, średniej wielkości krystalitów w nanomateriałach przy użyciu metody dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD).10
T-L-3Analiza termiczna - termograwimetria15
T-L-4Spektrometria UV-Vis i FTIR- charakterystyka nanomateriałów10
T-L-5Analiza składu chemicznego nanomateriałów metodą fluorescencji rentgenowskiej (XRF).5
T-L-6Zastosowanie emisyjnej spektroskopii atomowej ze wzbudzeniem plazmowym (ICP-OES) w analizie pierwiastków śladowych w nanomateriałach .5
T-L-7Spektroskopia elektronowa do celów analizy chemicznej ESCA, obejmująca spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim, XPS, spektroskopia elektronów Augera AES.20
75
wykłady
T-W-1Analiza chemiczna powierzchni nanokrystalicznych materiałów. Podstawy fizykochemiczne metod spektroskopowych. Metody: spektroskopia elektronowa do celów analizy chemicznej ESCA, obejmująca spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim, XPS, i spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem UV, UPS; spektroskopia elektronów Augera AES, charakterystycznych strat energii elektronów EELS.14
T-W-2Metody adsorpcyjno-desorpcyjne w charaklterystyce nanomateriałów. Techniki temperaturowo programowane: termograwimetria TG, termoprogramowana desorpcja, TPD, termoprogramowane utlenianie, TPO, termoprogramowana redukcja, TPR, termoprogramowana reakcja powierzchniowa, TPSR.10
T-W-3Analiza struktury i składu fazowego nanomateriałów. Dyfrakcja: promieni rentgenowskich, XRD, elektronów wysokoenergetycznych, RHEED. Mikroskopie elektronowe: skaningowa, SEM, i transmisyjna, TEM (z wykorzystaniem charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego i EELS do mikroanalizy). Tunelowa mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych AFM.12
T-W-4Metody oparte na widmach molekularnych spektroskopia IR, spektroskopia ramanowska RS w charakterystyce nanomateriałów5
T-W-5Przykłady zastosowania ww. metod do badania nanomateriałów.4
45

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach75
A-L-2przygotownie się do zajęć15
90
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach45
A-W-2czytanie literatury związanej z tematyka wykładu8
A-W-3Przygotowanie do egzaminu8
61

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład informacyjny z prezentacją multimedialną
M-2zajęcia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: "wejściówki" (krótkie sprawdziany) - oceniające przygotownie studentów do zajęć laboratoryjnych
S-2Ocena formująca: ocena sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych
S-3Ocena podsumowująca: egzamin w formie pisemnej

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
TCH_2A_D10-02_W01
Student ma uporzadkowana wiedzę z zakresu technik i metod charakteryzowania nanomateriałów
TCH_2A_W08T2A_W03InzA2_W02C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5M-1, M-2S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
TCH_2A_D10-02_W01
Student ma uporzadkowana wiedzę z zakresu technik i metod charakteryzowania nanomateriałów
2,0
3,0Student zna podstawy fizykochemiczne omawianych technik badawczych. Wiedza studneta na temat omawianych zagadnień jest na poziomie 60%.
3,5
4,0
4,5
5,0Student zna podstawy fizykochemiczne omawianych technik badawczych, potrafi dobrać odpowiednią technikę i metodę badawczą to rozwiązania konkretnego problemu analitycznego. Wiedza studneta na temat omawianych zagadnień jest na poziomie 98%.

Literatura podstawowa

  1. Kozubowski B, Metody transmisyjnej mikroskopii elektronowej, Wyd. Śląsk, Katowice, 1970
  2. Bojarski Z., Mikroanalizator rentgenowski, Wyd. Śląsk, Katowice, 1970
  3. Sokołowski J., Elektronowy mikroskop skaningowy, Politechnika Śląska, Gliwice, 1980
  4. Oleś A., Metody eksperymentalne w fizyce ciała stałego, WNT, Warszawa, 1998
  5. Bojarski Z., Łągiewka E., Rentgenowska analiza strukturalna, PWN, Warszawa, 1998
  6. Szummer A., Podstawy ilościowej mikroanalizy rentgenowskiej, WNT, Warszawa, 1994
  7. W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa, 1997
  8. A. Cygański, Metody spektroskopowew chemii analitycznej, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1997

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM). Oznaczanie składu pierwiastkowego za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (SEM-EDX).10
T-L-2Oznaczanie składu fazowego, średniej wielkości krystalitów w nanomateriałach przy użyciu metody dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD).10
T-L-3Analiza termiczna - termograwimetria15
T-L-4Spektrometria UV-Vis i FTIR- charakterystyka nanomateriałów10
T-L-5Analiza składu chemicznego nanomateriałów metodą fluorescencji rentgenowskiej (XRF).5
T-L-6Zastosowanie emisyjnej spektroskopii atomowej ze wzbudzeniem plazmowym (ICP-OES) w analizie pierwiastków śladowych w nanomateriałach .5
T-L-7Spektroskopia elektronowa do celów analizy chemicznej ESCA, obejmująca spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim, XPS, spektroskopia elektronów Augera AES.20
75

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Analiza chemiczna powierzchni nanokrystalicznych materiałów. Podstawy fizykochemiczne metod spektroskopowych. Metody: spektroskopia elektronowa do celów analizy chemicznej ESCA, obejmująca spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim, XPS, i spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem UV, UPS; spektroskopia elektronów Augera AES, charakterystycznych strat energii elektronów EELS.14
T-W-2Metody adsorpcyjno-desorpcyjne w charaklterystyce nanomateriałów. Techniki temperaturowo programowane: termograwimetria TG, termoprogramowana desorpcja, TPD, termoprogramowane utlenianie, TPO, termoprogramowana redukcja, TPR, termoprogramowana reakcja powierzchniowa, TPSR.10
T-W-3Analiza struktury i składu fazowego nanomateriałów. Dyfrakcja: promieni rentgenowskich, XRD, elektronów wysokoenergetycznych, RHEED. Mikroskopie elektronowe: skaningowa, SEM, i transmisyjna, TEM (z wykorzystaniem charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego i EELS do mikroanalizy). Tunelowa mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych AFM.12
T-W-4Metody oparte na widmach molekularnych spektroskopia IR, spektroskopia ramanowska RS w charakterystyce nanomateriałów5
T-W-5Przykłady zastosowania ww. metod do badania nanomateriałów.4
45

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach75
A-L-2przygotownie się do zajęć15
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach45
A-W-2czytanie literatury związanej z tematyka wykładu8
A-W-3Przygotowanie do egzaminu8
61
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaTCH_2A_D10-02_W01Student ma uporzadkowana wiedzę z zakresu technik i metod charakteryzowania nanomateriałów
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTCH_2A_W08ma uporządkowaną wiedzę z zakresu technik i metod wydzielania, identyfikacji i charakteryzowania produktów chemicznych, zagospodarowania odpadów uszlachetniania produktów, opracowywania technologii bezodpadowych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA2_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studenta z technikami badawczymi oraz ich wykorzystania w badaniach nanomateriałów.
Treści programoweT-W-1Analiza chemiczna powierzchni nanokrystalicznych materiałów. Podstawy fizykochemiczne metod spektroskopowych. Metody: spektroskopia elektronowa do celów analizy chemicznej ESCA, obejmująca spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim, XPS, i spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem UV, UPS; spektroskopia elektronów Augera AES, charakterystycznych strat energii elektronów EELS.
T-W-2Metody adsorpcyjno-desorpcyjne w charaklterystyce nanomateriałów. Techniki temperaturowo programowane: termograwimetria TG, termoprogramowana desorpcja, TPD, termoprogramowane utlenianie, TPO, termoprogramowana redukcja, TPR, termoprogramowana reakcja powierzchniowa, TPSR.
T-W-3Analiza struktury i składu fazowego nanomateriałów. Dyfrakcja: promieni rentgenowskich, XRD, elektronów wysokoenergetycznych, RHEED. Mikroskopie elektronowe: skaningowa, SEM, i transmisyjna, TEM (z wykorzystaniem charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego i EELS do mikroanalizy). Tunelowa mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych AFM.
T-W-4Metody oparte na widmach molekularnych spektroskopia IR, spektroskopia ramanowska RS w charakterystyce nanomateriałów
T-W-5Przykłady zastosowania ww. metod do badania nanomateriałów.
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny z prezentacją multimedialną
M-2zajęcia laboratoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: egzamin w formie pisemnej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna podstawy fizykochemiczne omawianych technik badawczych. Wiedza studneta na temat omawianych zagadnień jest na poziomie 60%.
3,5
4,0
4,5
5,0Student zna podstawy fizykochemiczne omawianych technik badawczych, potrafi dobrać odpowiednią technikę i metodę badawczą to rozwiązania konkretnego problemu analitycznego. Wiedza studneta na temat omawianych zagadnień jest na poziomie 98%.