Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Application of electrochemistry in practice (2024)

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1200-PROJ53
Kod Erasmus / ISCED: 13.0 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0512) Biochemia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Application of electrochemistry in practice (2024)
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 18.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Rodzaj przedmiotu:

uzupełniające

Założenia (opisowo):

Zajęcia przeznaczone są dla studentów zainteresowanych zastosowaniem metod elektrochemicznych do otrzymywania (elektro-osadzania), cienkich warstw tlenków metali, supramolekularnych struktur polimerów przewodzących, filmów lub nanocząsteczek półprzewodników oraz do badania właściwości tych materiałów oraz ich kombinacji hybrydowych.

Skrócony opis:

Zajęcia składają się z dwóch części: krótkiego wstępu teoretycznego poprzedzającego zajęcia doświadczalne.

Pełny opis:

Zajęcia składają się z dwóch części: krótkiego wstępu teoretycznego poprzedzającego zajęcia doświadczalne.

Część teoretyczna dotyczy: omówienia podstaw metod elektrochemicznych takich jak: woltamperometria cykliczna, chronoamperometria, zastosowaine digramów Purbaix do określania warunkow osadzania, własciwosci elektrod półprzewodnikowych, określania przydatności otrzymanych materiałów w fotosensorach, fotowoltaice lub fotokatalizie.

Cześć eksperymentalna dotyczy zastosowania metod elektrochemicznych woltamperometrii cyklicznej, chronoamperometrii do:

a) otrzymywania cienkich warstw tlenków (BiVO4, Fe2O3, multimetallic cyanometallates with transition metals: Mo, W, Ni, Cu or Pd), supramolekularnych struktur polimerów przewodzących (polianiliny i jej pochodnych, C3H3N3S3), półprzewodników (Bi2S3 i g-C3N4) i ich kompozytów osadzonych na rożnych materiałach węglowych (zredukowany tlenek grafenu, nanoruki węglowe), oraz zastosowanie Au and Ag, nano-kropek węglowych jako mediatoròw lub metale przejsciowe jako co-katalizatory.

b) zastosowanie tych hybrydowych materialów jako platformy do fotowoltaiki, fotokatalizy lub fotosensorów,

c) badanie hybryd w ciemności i podczas oświetlenia,

d) badanie fotoderadacji materialów toksycznych, takich jak: barwniki, leki (antybiotyki, anydepresanty i leki przeciwbólowe, etc...) na elektrodach hybrydowych w ciemności i podczas oświetlenia,

e) badania wydajności procesu redukcji/utleniania wody, redukcji tlenu, redukcji azotu, redukcji dwotlenku węgla i elektrochmicznej syntezy amoniaku na elektrodach hybrydowych (w ciemności i podczas oświetlenia).

Literatura:

1. Elementary Electrochemistry. A.R. Denaro, Butterworth, London, 1971

2. Principles of Instrumental Analysis, D.A. Skoog, F.J. Holler, S.R. Crouch

3. Semiconductor Photoelectrochemistry , Yu.V. Pleskov, Yu.Ya.Gurevivc

1986, Consultants Bureau, N Y

4. Electroanalytical and bioelectroanalytical systems based on metal and semiconductor nanoparticles. Electroanalysis 16 (2004) 19

5. New trends in the electrochemical sensing of dopamine. K. Jackowska, P. Krysinski, Analytical and Bioanalytical Chemistry 405 (2013) 3753

6. Recent progress in design, synthesis and application of one-dimensional TiO2 nanostructured surface heterostructures: a review. J. Tian, Z. Zhao, A. Kumar, R.I. Boughton, H. Liou, Chem. Soc. Rev. 43 (2014) 6920-6937

7. Photoelectrocatalytic materials for environmental applications, H. Zhang, G. Chen, D.W. Bahnemann, J. Mater. Chem., 2009, 19, 5089–5121

8. Electrochemistry of Conducting Polymers - Persistent Models and New Concepts, Ju¨rgen Heinze, Bernardo A. Frontana-Uribe, Sabine Ludwigs, Chem. Rev. 2010, 110, 4724–4771

9. Hybrid Conjugated Polymer/Semiconductor Photovoltaic Cells, M. Skompska, Synth. Met., 160 (2010) 1-15

10. Handbook of Conducting Polymers. Conjugated Polymers: Theory, Synthesis, Properties and Characterization, T.A. Skotheim and J.R. Reynolds, 2007 CRC Press, Boca Raton.

11. Photocatalysis A to Z—What we know and what we do not know in a scientific sense, B. Ohtani, J. Photochem. Photobio. C: Photochem. Rev. 11(4) 2010, 157-178

12. Łęcki, T.; Hamad, H.; Zarębska, K.; Wierzyńska, E.; Skompska, M. Mechanistic Insight into Photochemical and Photoelectrochemical Degradation of Organic Pollutants with the Use of BiVO4 and BiVO4/Co-Pi. Electrochim Acta 2022, 434, 141292. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2022.141292.

13. Zhuang, H.; Yang, L.; Xu, J.; Li, F.; Zhang, Z.; Lin, H.; Long, J.; Wang, X. Robust Photocatalytic H2O2 Production by Octahedral Cd3(C3N3S3)2 Coordination Polymer under Visible Light. Sci Rep 2015, 5 (1), 16947. https://doi.org/10.1038/srep16947.

14. Deng, J.; Iniguez, J. A.; Liu, C. Electrocatalytic Nitrogen Reduction at Low Temperature. Joule. 2018, 2, 846-856. https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.04.014

15. Zakrzewska, B.; Adamczyk, L.; Marcinek, M.; Miecznikowski, K. The Effect of an External Magnetic Field on the Electrocatalytic Activity of Heat-Treated Cyanometallate Complexes towards the Oxygen Reduction Reaction in an Alkaline Medium. Materials 2022, 15, 1418. https://doi.org/10.3390/ma15041418

16. Kicinski, W.; Artyfikiewicz, M.; Miecznikowski, K.; Donten, M.; Dyjak, S.; Gratzke, M.; Nawala, J.; Nowicka, A. M. Binary transition metal doping to create efficient TM-N-C electrocatalysts and enhance ORR catalysis under an external magnetic field. J. Alloys Compd. 2023, 935. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.168051

17. Zakrzewska, B.; Jakubów-Piotrowska, K.; Gralec, B.; Kowalewska, B.; Miecznikowski, K. Multifunctional Material Composed of Cesium Salt of Keggin-Type Heteropolytungstate and PtRh/Vulcan Nanoparticles for Electrochemical Oxidation of 2-Propanol in Acidic Medium. Electrocatalysis 2020, 11, 454-463. https://doi.org/10.1007/s12678-020-00606-x

18. Paulina Pietrzyk, Ewa Izabela Borowska, Patrycja Hejduk, Bruno Cury Camargo, Magdalena Warczak, Thu Phuong Nguyen, Agnieszka Pregowska, Marianna Gniadek, Jacek Szczytko, Sławomir Wilczewski, Magdalena Osial, Green composites based on volcanic red algae Cyanidiales, cellulose, and coffee waste biomass modified with magnetic nanoparticles for the removal of methylene blue, Environmental Science and Pollution Research, 2023

19. Sunday Olusegun, Taiene Souza, Guilhermina Souza, Magdalena Osial, Nancy Mohallem, Vierginia Ciminelli, Paweł Krysiński, Iron-based materials for the adsorption and photocatalytic degradation of pharmaceutical drugs: A comprehensive review of the mechanism pathway, Journal of Water Process Engineering, 2023

20. Paulina Pietrzyk, Nguyen Thu Phuong, Sunday Joseph Olusegun, Nguyen Hong Nam, Dinh Thi Mai Thanh, Michael Giersig, Paweł Krysiński, Magdalena Osial, Titan yellow and Congo red removal with superparamagnetic iron-oxide-based nanoparticles doped with zinc, Magnetochemistry, 2022

Efekty uczenia się:

Po zakończeniu zajęć student posiada:

- wiedzę dotycząca stosowania metod elektrochemicznych w badaniach procesów elektrodowych i mechanizmów elektroosadzania

- wiedzę dotyczącą tworzenia i badania prostych układów fotosensorowych, fotowoltaicznych I fotokatalitycznych

- umiejętność doboru odpowiedniej metody elektrochemicznej do rozwiązania danego problemu

Metody i kryteria oceniania:

Przedstawienie wyników pracy eksperymentalnej w postaci wykresów, obliczeń i krótkiego komentarza.

Prezentacja wyników pracy eksperymentalnej w postaci wystapienia na corocznej konferencji IRES- International Research Experience for Students symposium.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (zakończony)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 270 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Miecznikowski, Magdalena Skompska
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 5532 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)