Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Technologia chemiczna (S2)
specjalność: Technologia podstawowej syntezy organicznej
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
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Chemia Nieorganiczna, Chemia Fizyczna, Fizyka z zakresu studiów stacjonarnych pierwszego stopnia. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studenta z technikami badawczymi oraz ich wykorzystania w badaniach nanomateriałów. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM). Oznaczanie składu pierwiastkowego za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (SEM-EDX). | 10 |
| T-L-2 | Oznaczanie składu fazowego, średniej wielkości krystalitów w nanomateriałach przy użyciu metody dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD). | 10 |
| T-L-3 | Analiza termiczna - termograwimetria | 15 |
| T-L-4 | Spektrometria UV-Vis i FTIR- charakterystyka nanomateriałów | 10 |
| T-L-5 | Analiza składu chemicznego nanomateriałów metodą fluorescencji rentgenowskiej (XRF). | 5 |
| T-L-6 | Zastosowanie emisyjnej spektroskopii atomowej ze wzbudzeniem plazmowym (ICP-OES) w analizie pierwiastków śladowych w nanomateriałach . | 5 |
| T-L-7 | Spektroskopia elektronowa do celów analizy chemicznej ESCA, obejmująca spektroskopię fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim, XPS, spektroskopia elektronów Augera AES. | 20 |
| 75 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Analiza 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-2 | Metody 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-3 | Analiza 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-4 | Metody oparte na widmach molekularnych spektroskopia IR, spektroskopia ramanowska RS w charakterystyce nanomateriałów | 5 |
| T-W-5 | Przykłady zastosowania ww. metod do badania nanomateriałów. | 4 |
| 45 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 75 |
| A-L-2 | przygotownie się do zajęć | 15 |
| 90 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 45 |
| A-W-2 | czytanie literatury związanej z tematyka wykładu | 8 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 8 |
| 61 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny z prezentacją multimedialną |
| M-2 | zajęcia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: "wejściówki" (krótkie sprawdziany) - oceniające przygotownie studentów do zajęć laboratoryjnych |
| S-2 | Ocena formująca: ocena sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: egzamin w formie pisemnej |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCH_2A_D10-02_W01 Student ma uporzadkowana wiedzę z zakresu technik i metod charakteryzowania nanomateriałów | TCH_2A_W08 | T2A_W03 | InzA2_W02 | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5 | M-1, M-2 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TCH_2A_D10-02_W01 Student ma uporzadkowana wiedzę z zakresu technik i metod charakteryzowania nanomateriałów | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna podstawy fizykochemiczne omawianych technik badawczych. Wiedza studneta na temat omawianych zagadnień jest na poziomie 60%. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | Student 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
- Kozubowski B, Metody transmisyjnej mikroskopii elektronowej, Wyd. Śląsk, Katowice, 1970
- Bojarski Z., Mikroanalizator rentgenowski, Wyd. Śląsk, Katowice, 1970
- Sokołowski J., Elektronowy mikroskop skaningowy, Politechnika Śląska, Gliwice, 1980
- Oleś A., Metody eksperymentalne w fizyce ciała stałego, WNT, Warszawa, 1998
- Bojarski Z., Łągiewka E., Rentgenowska analiza strukturalna, PWN, Warszawa, 1998
- Szummer A., Podstawy ilościowej mikroanalizy rentgenowskiej, WNT, Warszawa, 1994
- W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa, 1997
- A. Cygański, Metody spektroskopowew chemii analitycznej, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1997