Keemia õppekava magistritööd – Master's theses

Permanent URI for this collection

https://hdl.handle.net/10062/30297

Browse

Now showing 1 - 20 of 111

Synthesis and characterisation of oxide catalyst for oxygen evolution reaction in alkaline media
(Tartu Ülikool, 2023) Prits, Alise-Valentine; Küngas, Rainer; Nerut, Jaak; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
The properties and suitability for catalysing the oxygen evolution reaction in alkaline media were studied for four oxide catalyst materials with the perovskite structure. The structure of the materials was studied by X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy with energydispersive X-ray spectroscopy. Two materials were studied in a three-electrode measurement set-up. Ten electrodes were prepared by coating Ni mesh with precursor solution of an oxide catalyst. Electrodes were characterised by scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The electrochemical activity of the electrodes was studied in a twoelectrode set-up in conditions similar to the operating conditions of an alkaline water electrolyser. Results demonstrated that catalyst coating improved the catalytic activity of the substrate, resulting in activity similar to a commercial precious metal electrode.
Platinum catalysts deposited onto peat-derived carbon for oxygen reduction reaction in a proton-exchange membrane fuel cell
(Tartu Ülikool, 2023) Lobjakas, Wiljar; Nerut, Jaak; Kasuk, Heili; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
The aim of this thesis was to investigate the oxygen reduction reaction on platinum catalysts deposited onto peat-derived carbon. Catalyst materials were synthesised using several different methods. Physical characterisation of the materials was carried out through particle size measurements, N2 sorption analysis, X-ray diffraction analysis, thermogravimetric analysis, and scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy. Electrochemical characterisation was done by measuring the electrochemically active surface area of the materials using a three-electrode system in 0.1 M HClO4 solution and a proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC) single cell. The ORR kinetics of the materials were investigated using a rotating disc electrode method. The activity of the materials was also tested in a PEMFC single cell. The obtained data were compared with the results of a commercial catalyst material (60% Pt on Ketjenblack EC-300J).
High energy density Zn-ion hybrid capacitor using non-aqueous electrolytes
(Tartu Ülikool, 2023) Põder, Karl-Sten; Jänes, Alar; Eskusson, Jaanus; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Intensive research in the field of supercapacitors has been fuelled by the need for high efficiency energy storage systems. The concept of hybrid capacitor aims to close the gap between batteries and electrical double-layer capacitors in terms of improving the energy density. The purpose of the study was to find out if Zn-ion hybrid capacitors have the necessary characteristics and properties to be alternative future energy storage technology. Different combinations of acetonitrile and propylene carbonate solvents, together with Zn(TFSI)2, Zn(BF4)2 and Zn(OTf)2 salts were tested. Zn and carbon cloth electrode were studied using different physical characterization methods. Electrochemical performance for assembled test cells was measured and compared using cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, constant current charge/discharge methods and Ragone plots. Acetonitrile-based systems exhibited promising electrochemical results.
Design of Highly Luminescent Anionic Manganese(II) Complexes for Application in Organic Light-Emitting Diodes
(Tartu Ülikool, 2023) Sääsk, Verner; Põhako-Esko, Kaija; Chou, Hou-Hsiu; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
This study reports on the successful preparation of eight novel luminescent manganese(II) complexes, for which melting and degradation onset temperatures, X-ray diffraction patterns, luminescence spectra, emission lifetimes, and quantum yields were measured. Based on the results, [BnMIm]2[MnBr4] (BnMIm = 1-benzyl-3-methylimidazolium ion) was chosen for the preparation of organic light-emitting diodes, due to its remarkable quantum yield (Ф = 0.59) and high crystallinity. Next, to demonstrate applicability of complexes with [BnMIm]+ cation as emitter materials, thin luminescent films were prepared out of them. Finally, optical band gap of [BnMIm]2[MnBr4] was estimated from its absorption spectrum.
Basofiilse proteiinkinaas N3 suhtes selektiivsete bisubstraatsete inhibiitorite arendamine
(Tartu Ülikool, 2023) Jääger, Eva Lea; Viht, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Proteiinkinaasid on ensüümid, mis reguleerivad valkude fosforüülimise läbi paljusid rakuprotsesse. Nende häireid seostatakse tõsiste haigustega, mistõttu on nad muutunud üheks olulisematest ravimi sihtmärkidest. Proteiinkinaasidele arendatakse inhibiitoreid, mida saab kasutada ravimitena ja diagnostikaks. Proteiinkinaasi N3 on seni vähe uuritud, kuid selle liigaktiivsust on seostatud vähkkasvajate metastaaside tekkega. Töö käigus iseloomustati mõnede Tartu Ülikooli meditsiinilise keemia uurimisrühmas varasemalt arendatud ARC-tüüpi inhibiitorite afiinsusi PKN3 suhtes ja sünteesiti ARC-668 derivaadid eri suurusega asendusrühmadega ATP-analoogses osas. Leiti, et asendusrühma suurusega on võimalik inhibiitorite selektiivsusi eri proteiinkinaaside suhtes mõjutada, lisaks võivad erinevad asendusrühmad oluliselt mõjutada ARC-ide luminestsentsomadusi.
Molübdeeniga dopeerimise mõju tahkeoksiidkütuseelemendi strontsiumtitanaadipõhise anoodmaterjali omadustele
(Tartu Ülikool, 2023) Villemson, Karl Markus; Korjus, Ove; Nurk, Gunnar; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Töös sünteesiti ja karakteriseeriti kõrgtemperatuurse tahkeoksiidkütuseelemendi La0,25Sr0,25Ca0,4Ti1-x-yNixMoyO3− anoodimaterjale. Materjalide aktiivsust ja stabiilsust uuriti järgnevate meetoditega: XRD, SEM, SIMS ja EIS. Kõige aktiivsemaks materjaliks osutus La0,25Sr0,25Ca0,4Ti0,95Mo0,05O3− (841 ℃ juures Rp = 0,31 ·cm2 , 1000 h jooksul degradeerus 68,5%) ning kõige stabiilsemaks osutus La0,25Sr0,25Ca0,4Ti0,95Ni0,03Mo0,02O3− (841 ℃ juures Rp = 0,53 ·cm2 , 1000 h jooksul degradeerus 33,1%).
Elektrolüütide koostise täiustamine tsink-õhk/jood hübriid akude jõudluse optimeerimiseks
(Tartu Ülikool, 2023) Assafrei, Jürgen-Martin; Kongi, Nadežda; Grozovski, Vitali; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Selles magistritöös arendati ja disainiti 3D-prinditavaid ZAB-mõõtesüsteeme ning uuriti nende vastupidavust, stabiilsust ja efektiivsust. Lisaks töötati välja optimaalne elektrolüüdi koostis, mis sisaldab KI lisandit ZA/IB süsteemis ning katsetati erinevaid elektrokeemilisi ja morfoloogilisi meetodeid, et välja selgitada joodi lisandiga kaasneva efektiivsuse tõusu põhjused. Parimaks elektrolüüdi variandiks osutus 7 M KOH + 0,35 M KI + ZnO sat. See elektrolüüt tõstab ZAB süsteemi efektiivsust lausa 20% võrra, muutes selle ZA/IB süsteemiks, kuna hapniku eraldumine laadimisel asendub joodidi oksüdeerumisega. Uurimistulemused annavad väärtuslikku teavet uute ja paremate mõõtesüsteemide väljatöötamiseks ning aitavad kaasa joodi lisandiga elektrolüüdi mõju paremale mõistmisele.
Värvitud kiudude uurimine fluorestsentsspektromeetria meetodil
(Tartu Ülikool, 2023) Vanker, Elsa; Selberg, Sigrid; Leito, Ivo; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Käesolevas töös uuriti mitmeid erinevate värvainetega värvitud villakiudude proove fluorestsentsspektromeetria meetodil, et koostada võrdlusproovide kataloog. Töö teiseks eesmärgiks oli erinevate vereva vöödikuga (Cortinarius sanguineus) värvitud villakiudude proovide analüüsimine, mille korral oli kiudusid värvides kasutatud erinevaid peitse, et aru saada, kuidas erinevad peitsid võivad mõjutada saadud ergastus- ja emissioonispektreid. Saadud andmetest koostati ergastus- ja emissioonimaatriksid, millelt näeb, kuidas spektri karakteristlikus võib muutuda erinevate peitsidega. Kuigi võib näha, kas peitsi kasutamine muudab spektrit, ei saa ainult fluorestsentsspektromeetria abil kindlalt öelda, millist peitsi on kasutatud. Tähtis osa töö jooksul oli ka kahelt pärandväärtusega vaibalt saadud proovide analüüsimine ja hiljem nende võrdlemine võrdlusproovidega, et näha kas võrdlusproovide abil on võimalik teada saada, milliste värvainetega on uuritud vaipu värvitud
The Impact of a Temperature-Sensitive Sensor on a Commercial Li-ion Battery Cell Graphite Electrode
(Tartu Ülikool, 2023) Olgo, Annabel; Palm, Rasmus; Jacquet, Quentin; Lyonnard, Sandrine; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
This thesis aims to provide insight into structural changes and lithiation of the graphite electrode of a commercial multi-layered prismatic pouch cell. The commercial pouch cell was equipped with a reference electrode and temperature-sensitive optical fiber and (dis)charged at various current rates. The data analysed in this thesis was collected during the operando wideangle X-ray scattering experiment conducted as a part of the INSTABAT and BIGMAP projects. It was observed that the presence of the fiber causes heterogeneities in the state of charge around the optical fiber. The results demonstrate that the information on the state of charge obtained near the optical fiber exclusively describes the region around the optical fiber.
Pestitsiidide toksilisuse ennustamine organismile Eisenia fetida
(Tartu Ülikool, 2022) Kotli, Mihkel; Piir, Geven; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
QSAR modelleerimine on arvutuslik alternatiiv pikkade ja sageli kulukate eksperimentide vältimiseks keemias ja sellega seotud suundades. Käesolevas töös luuakse klassifitseerimismudel pestitsiidide akuutse toksilisuse ennustamiseks organismile Eisenia fetida kasutades juhumetsa klassifitseerimisprobleemi lahendamiseks. Mudel ületab olemasolevat nii ennustus- kui üldistusvõimelt
Tahkeoksiidkütuseelemendi La0.30Sr0.57Ti0.95Ni0.03O3-δ segajuhtanoodi õhukesekihiliste mudelelektroodide arendamine ning elektrokeemiline karakteriseerimine
(Tartu Ülikool, 2022) Ainsar, Mait; Nurk, Gunnar; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Töö käigus selgitati välja sobivad parameetrid õhukesekihiliste tahkeoksiidkütuseelemendi (TOKE) mudelelektroodide valmistamiseks. Optimeeriti elektroodi voolukollektori geomeetriat ja segajuhtoksiidi koostist. Arendati välja La0.30Sr0.57Ti0.95Ni0.03O3-δ (LSTN) mudelelektroodide impedantsspektroskoopilisteks mõõtmisteks vajalik kõrge aktiivsusega poorne abielektrood. Lõpptulemusena valmisid kaheelektroodsed mõõterakud LSTN segajuhtoksiidsete mudelelektroodide karakteriseerimiseks in situ NAP-XPS ja EIS spektroelektrokeemilistel mõõtmistel.
D-glükoosist hüdrotermiliselt sünteesitud osaliselt grafitiseerunud süsinike mikrostruktuuri uurimine SANS ja WAXS meetoditega
(Tartu Ülikool, 2022) Kalder, Laura; Härmas, Riinu; Monerjan, Eneli; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Ebakorrapärase sp2 struktuuriga süsinikmaterjalid on kasutusel paljudes erinevates valdkondades tänu struktuuriomaduste suurele varieeruvusele. Süsinikmaterjali optimaalseks rakendamiseks tuleb aga täpselt välja selgitada nende rakendamise seisukohalt olulised struktuuriomadused. Süsinikmaterjalide analüüsiks kasutatakse aina enam WAS ja SAS meetodeid, mis võimaldavad ära kirjeldada laia suurusjärgu struktuuriüksuseid. Tavaliselt kasutatakse neid meetodeid eraldiseisvatena aga selles töös rõhuti meetodite vaheliste seoste loomisele läbi nelja uuritava materjali struktuuriomaduste leidmise. Töös leiti WAXS meetodil Rulandi ja Smarsly algoritmiga 13 ja SANS meetodil mudelivaba graafilise analüüsiga 13 süsinike struktuuri kirjeldavat parameetrit. Ilmnes materjali korrapära sõltuvus pürolüüsi temperatuurist ning empiiriline seos tõestas, et meetodite kombineeritud kasutamine on õigustatud ebakorrapäraste süsinikmaterjalide struktuuri uurimisel.
Keskkonnatundlike fluorestseeruvate aminohapete sünteesi optimeerimine
(Tartu Ülikool, 2022) Tali, Kerli; Mastitski, Anton; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Töö eesmärk oli optimeerida kahe keskkonnatundliku fluorestseeruva aminohappe sünteesiradu, mis sisaldavad 6-N,N-dimetüülamino-2,3-naftalimiidi ja 4- dimetüülaminoftalimiidi fluorestseeruvaid fragmente. Nende fluorestseeruvate aminohapete fluorestsentsi intensiivsus polaarses ja mittepolaarses solvendis erineb >1000 korda. See väärtus on palju suurem kui praegu kommertsiaalselt saadaolevatel keskkonnatundlikel fluorestseeruvatel aminohapetel, seega on mainitud ainetel väga suur potentsiaal peptiidide interaktsioonide uurimises kasutamiseks. Nende aminohapete kirjanduslikud sünteesirajad koosnevad mitmest erinevast etapist ja neid optimeeriti selle töö käigus.
Proteiinkinaasi CK2 bisubstraatse inhibiitori ARC-772 struktuuri varieerimine
(Tartu Ülikool, 2022) Janis, Kaijus; Viht, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Proteiinkinaas CK2 on seotud mitmete oluliste protsessidega rakus, mille abil rakk saab kasvada ning paljuneda. CK2 on ka ravimi sihtmärkkinaas. Näiteks on täheldatud, et CK2 inhibeerimine omab toetavat mõju vähivastases teraapias. CK2 inhibiitorid on katsetamisel ka COVID19-vastaste ravimitena. Tartu Ülikoolis arendatavad bisubstraatsed CK2 inhibiitorid, näiteks ARC-772, on võrreldes monosubstraatsete inhibiitoritega afiinsemad ning selektiivsemad CK2 suhtes. Käesolevas töös lihtsustati ARC-772 sünteesirada ning uuriti mõnede struktuursete modifikatsioonide mõju inhibiitorite võimele CK2-ga seonduda. Uuritud struktuuri variatsioonid märkimisväärset mõju ühendite inhibeerimisvõimekusele ei omanud. See näitab, et antud tüüpi inhibiitorite disainil on küllaltki palju vabadust, mis võimaldab muuta ühendi teisi omadusi, näiteks võimet siseneda elusrakku.
Hapniku redutseerumine lämmastiku ja fosforiga või väävliga kaasdopeeritud süsinikkomposiitmaterjalidel
(Tartu Ülikool, 2022) Palm, Iris; Kibena-Põldsepp, Elo; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Käesolevas magistritöös uuriti hapniku elektrokeemilist redutseerumist lämmastiku ja fosforiga või väävliga dopeeritud komposiitmaterjalidel või karbiidset päritolu süsinikmaterjalidel aluselises keskkonnas. Töös kasutatud erinevateks süsinikallikateks olid: karbiidset päritolu süsinik, süsiniknanotorud ja mesopoorne süsinik. Lämmastiku ja foforiga dopeerimiseks kasutati melamiinfosfaati ja heksaklorotsüklotrifosfaseeni ning lämmastiku ja väävliga dopeerimiseks tiosemikarbasiidi. Valmistatud katalüsaatormaterjalide aktiivsust hapniku redutseerumisel uuriti pöörleva ketaselektroodi ja pöörleva rõngas-ketaselektroodi meetoditel ning anioonvahetusmembraaniga kütuseelemendis. Erinevate füüsikalite uuringutega selgitati välja katalüsaatormaterjalide pinnamorfoloogia ja struktuur, elementsisaldus ning poorsus. Tulemustest selgus, et süsinikmaterjalide heteroaatomitega kaasdopeerimine tõstab elektrokatalüütilist aktiivsust ning erinevate süsinikmaterjalide kombineerimine soodustab mikro-ja mesopoorse struktuuri moodustumist.
MultiBacMam tehnoloogia kui tõhus biosensoreid kodeerivate multigeenide ülekande vahend G-valk seotud retseptorite aktivatsiooni uurimiseks
(Tartu Ülikool, 2022) Laaneväli, Elen; Veikšina, Santa; Kopantšuk, Sergei; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Käesolevas töös uuriti G-valk seotud retseptorite vahendatud signaaliradu kasutades selleks kimäärseid G-valke (Gs(X)). Kimäärsete G-valkudega võib loomulikke signaalradu kaaperdada ja ümber suunata cAMP-signaali genereerimiseks, mida saab mõõta Epac biosensoriga. Multigeenseks geeniülekandeks kasutati MultiBacMam tehnoloogiat, mille käigus loodi üheksa uut viirust, mis on võimelised väga efektiivselt samas rakus ekspresseerima kõiki vajalikke biosensori elemente. Sama tehnoloogiaga koekspresseeriti GABAB retseptorit.
Hapniku elektroredutseerumine rapsipressi jäägil põhinevatel lämmastikuga dopeeritud rauda ja koobaltit sisaldavatel süsinikmaterjalidel
(Tartu Ülikool, 2021) Juvanen, Silver; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Antud töö eesmärgiks oli valmistada hapniku elektroredutseerumise reaktsioonil aktiivseid katalüsaatormaterjale. Nende valmistamiseks pürolüüsi teel kasutati lähteainetena rapsiõli tootmisel tekkivat rapsipressi jääki, ditsüaandiamiidi ning koobalti ja raua soolasid. Töö käigus saadud materjale karakteriseeriti erinevatel füüsikalis-keemilistel meetoditel ning nende elektrokeemiline aktiivsus määrati pöörleva ketaselektroodi meetodil. Lühiajalise potentsiaali tsükleerimise käigus oli aktiivseim materjal ka stabiilne. Tulemustest selgus, et lihtsatest ja odavatest lähteainetest saadi kõrge aktiivsusega katalüsaatormaterjalid hapniku redutseerumisreaktsiooni jaoks.
Normaalfaaskromatograafia ja massispektromeetria hübriidsüsteemi kasutatavuse hindamine männivaiguliste materjalide analüüsimiseks
(Tartu Ülikool, 2021) Põdder, Peep; Teearu-Ojakäär, Anu; Vahur, Signe; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Käesoleva töö raames töötati välja normaalfaas-kõrgefektiivset vedelikkromatograafiat (NP-HPLC) ning elektropihustusionisatsioon-Fourier’ teisendusega ioontsüklotronresonants massispektromeetriat (ESI-FT-ICR-MS) kombineeriv meetod keeruliste männivaiguliste materjalide analüüsimiseks. Esmalt töötati välja NP-HPLC mõõtmismetoodikad männivaiguliste referentsproovide (abietiinhappe, kampoli, männivaigu, männitõrva) jaoks. Seejärel ühendati NP-HPLC ja ESI-FT-ICR-MS kasutades selleks töögrupis eelnevalt loodud süsteemi. Kokku pandud süsteemi modifitseeriti vastavalt normaalfaaskromatograafia tingimustele ja töötati välja meetod referentsproovide analüüsimiseks. Seejärel rakendati meetodit ühe arheoloogilise proovi koostise uurimiseks. Leiti, et NP-HPLC kombineeritult ESI-FT-ICR-MS-iga on võimekas meetod männivaiku ja -tõrva sisaldavate materjalide analüüsimiseks.
Uudsete fosfororgaaniliste ühendite süntees
(Tartu Ülikool, 2021) Pikma, Marta-Lisette; Kütt, Agnes; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Antud töös arendati meetod tris(bensofenoonimino)fosfaani valmistamiseks ja sünteesiti saadud fosfaanist erinevaid fosfooniumkatioone. Uuriti ka sünteesitud fosfooniumkatioonidele vastavate fosfooniumüliidide stabiilsust, aluselisust ja nende potentsiaali Wittigi reagentidena. Tulemustest selgus, et ainus stabiilne üliid on P-bensülideentris(bensofenoonimino) fosfooniumüliid – ülejäänud töös sünteesitud üliididest lagunesid juba valmistamise käigus. Stabiilset üliidi prooviti kasutada Wittigi reagendina, kuid sünteesid ebaõnnestusid eeldatavasti steeriliste mõjude tõttu. Täiendavalt leiti, et mõõdetud üliidide pKip(THF) väärtused jäävad vahemikku 16-27. Töö käigus sünteesiti kümme uut ainet: üks fosfooniumüliid ja üheksa fosfooniumsoola.
Uudsed fluoreeritud eluendilisandid ning nende abil saavutatud retentsioonimehhanismid pentafluorofenüül statsionaarsel faasil
(Tartu Ülikool, 2021) Lossmann, Krit; Hecht, Ruta; Kipper, Karin; Leito, Ivo; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Töö eesmärk oli uuride valitud fluoroalkoholide - 1,1,1,3,3,3-heksafluoroisopropanool, 1,1,1,3,3,3-heksafluoro-tert-butüülalkohol ja heksafluoro-2,3-trifluorometüül-2,3-butaaandiool (perfluoropinakool) mõju uudsete eluendilisandina eri analüütide, nii aluseliste kui happeliste omadustega, retentsioonimehhanismidele PFP statsionaarsel faasil. Töös viidi läbi mõõtmised pH väärtustel 5,0; 6,0; 7,0; 8,5; 9,0 ja 9,5. Tulemusena kirjeldati fluoroalkoholide mõju eri vormides analüütidele. Töö käigus töötati välja ja osaliselt valideeriti metoodika levetiratsetaami ja valproaadi määramiseks süljes PFP kolonniga kasutades HFTB eluendilisandit.

Browse

Recent Submissions