Объектом исследования служило лекарственное вещество 5-метил-6-нитро-7-оксо-1,2,4-триазоло[1,5-а] пиримидинид аргинина моногидрат с условным названием «Триазид» (ТД). Цель работы: разработка чувствительного электрохимического сенсора для количественного определения лекарственного вещества 5-метил-6-нитро-7-оксо-1,2,4-триазоло[1,5-а] пиримидинид аргинина моногидрата. Показана возможность применения толстопленочных углеродсодержащих электродов для вольтамперометрического определения исследуемого вещества. Изучено влияние модифицирования поверхности толстопленочных электродов на их электрохимические характеристики для количественного определения лекарственного вещества в испытуемом растворе методами циклической вольтамперометрии, прямой вольтамперометрии в квадратно-волновом режиме, спектроскопии электрохимического импеданса и сканирующей электронной микроскопии. Исследовано влияние срока хранения электрохимического сенсора для количественного определения ТД методом прямой вольтамперометрии в квадратно – волновом режиме и спектроскопии электрохимического импеданса. Выбран чувствительный электрохимический сенсор для количественного определения ТД. Выполнена статистическая обработка результатов анализа. Проведено вольтамперометрическое определение ТД в фармацевтической субстанции «Триазид». Согласно ОФС.1.1.0012.15 и ОФС ОФС.1.1.0013.15 Государственной Фармакопеи РФ XIII издания, был сделан вывод о соответствии аналитической методики количественного определения ТД в фармацевтической субстанции «Триазид» заявленным критериям приемлемости. / The object of the study was the drug 5-methyl-6-nitro-7-oxo-1,2,4-triazolo [1,5-a] pyrimidinide arginine monohydrate with the code name «Triazid» (TD). Objective: development of a sensitive electrochemical sensor for the quantitative determination of the medicinal substance 5-methyl-6-nitro-7-oxo-1,2,4-triazolo [1,5-a] pyrimidinide of arginine monohydrate. The possibility of using thick-film carbon-containing electrodes for voltammetric determination of the test substance is shown. The effect of modification of the surface of thick-film electrodes on their electrochemical characteristics was studied for the quantitative determination of the drug in the test solution by the methods of cyclic voltammetry, direct voltammetry in the square-wave mode, electrochemical impedance spectroscopy, and scanning electron microscopy. The influence of the shelf life of an electrochemical sensor for the quantitative determination of TD by direct voltammetry in a square-wave mode and electrochemical impedance spectroscopy has been investigated. A sensitive electrochemical sensor was selected for the quantitative determination of TD. Statistical processing of the analysis results has been performed. Voltammetric determination of TD in the pharmaceutical substance «Triazid» was carried out. According to OFS.1.1.0012.15 and OFS OFS.1.1.0013.15 of the State Pharmacopoeia of the Russian Federation of the XIII edition, it was concluded that the analytical method for quantitative determination of TD in the pharmaceutical substance «Triazid» meets the stated acceptance criteria.

In this work the influence of solid electrolyte additives on the gas sensing properties of tin oxide layers was investigated systematically for the first time. NASICON (NAtrium, Super Ionic CONductor, Na(1+x)Zr2SixP(3-x)O12; 0 <= x <= 3) was used as a model for solid electrolyte additives. The structure of that material is ideally suitable for studies of the correlation between material parameters and the gas sensitivity of the layers. In the NASICON structure the content of mobile Na+-ions can be varied by a factor of four resulting in a simultaneous change of the ionic conductivity sigma(Na+) by approximately three orders of magnitude without considerable structural alterations. Powders of SnO2 and NASICON (x = 0; 2.2; 3) were prepared separately by means of sol-gel routes and mixed in a volume ratio of 80/20. Pastes were prepared from these powders with different compositions and screen printed on alumina substrates with a fourfold structure of thin film gold electrode combs. Four different compositions were characterised simultaneously at elevated temperatures in various gas atmospheres. The conductivity of the layers, when measured in air, decreases considerably with increasing Na+-content in the NASICON additive. This is correlated with enhanced activation energy of the electronic conductivity. The sensitivity of the layers to polar organic molecules like R-OH (alcohols), R-HO (aldehydes) and ROOH (carboxylic acids) is highly enhanced by the NASICON additive. This is observed especially on the admixtures with NASICON of high Na+-content (x = 2.2 and x = 3). On the other hand, the sensitivity to substances with mid-standing functional groups like 2-propanol or propanone can not be enhanced by NASICON additives. Furthermore the sensitivity of these composite layers to CO, H2, NH3, methane, propane, propene and toluene (all exposed as admixtures with air) is lower than the sensitivity of pure SnO2-layers. These observations are well correlated with the results of gas consumption measurements on SnO2/NASICON powders by means of FTIR spectroscopy. In spite of the lack of surface analytical data, a model of surface chemical gas reactions based on a triple phase boundary (SnO2/NASICON/gas atmosphere) was developed, which explains the experimental observations qualitatively. It is assumed that the decrease of the electronic conductivity as observed in the presence of NASICON additives with increasing Na+-content is due to an enhanced electron depletion layer. This is formed in the SnO2 grains by Na+/e- interactions across the SnO2/NASICON-interface. The enormous enhancement of the sensitivity to polar organic molecules may be due to specific nucleophilic interactions with the Na+-ions and coupled Na+/e--interactions at the triple phase reaction sites.

Piezoelektrické keramické materiály jsou široce používány v mnoha aplikacích a průmyslových odvětvích, nicméně tradiční materiály obvykle obsahují olovo, které je toxické vůči životnímu prostředí. Většina zemí proto zavedla zákony a omezení, které postupně minimalizují spotřebu olova a podporují výzkum v oblasti bezolovnatých kompozic, které by nahradily olověné protějšky. Bezolovnatá piezoelektrická keramika se tak stala žhavým tématem v posledních letech. Nicméně výzkumy na praktické využití bezolovnatých piezoelektrických materiálů jsou jen zřídka publikovány. V této diplomové práci byl vybrán jeden z nadějných kandidátů na piezoelektrickou bezolovnatou keramiku (Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3 za účelem zkoumání metody snížení jeho vysoké teploty slinování pomocí dotování uhličitanem lithným, kde syntéza prášku byla připravená pomocí techniky sol-gel. Výsledky byly srovnány s konvenčním práškem syntetizovaným v pevné fázi. Vzorky vyrobené ze sol-gel prášku dopovaného 0.5% hmotn. uhličitanem lithným a slinované při 1300 °C po dobu 2 hodin vykazovaly d33 = 447 ± 9 pC N–1, teplotu Curie 98.7 °C a velikost zrn 7.0 ± 0.3 m. Další důležitou otázkou pro aplikace bezolovnatého piezoelektrického keramického materiálu je jeho výroba v různých konfiguracích. Použitím techniky odlévání pásky a aditivních výrobních postupů byla piezoelektrická keramika zpracována do tří různých konfigurací (2-2, 3-3 a 1-3), aby se překlenula mezera mezi materiálovými vědami a materiálovým inženýrstvím. Pro dolévání pásky byly použity suspenze na bázi oleje a vody. Pro přípravu neslinutých keramických fólií bez trhlin, byly pro odlévání na bázi oleje vyvinuty uhlíkové suspenze s obsahem pevných látek 25% hmotn. a BCZT suspenze s obsahem pevných látek 65% hmotn. Problém práškové hydrolýzy ve vodných suspenzích byl vyřešen povrchovou úpravou prášku Al(H2PO4)3, což umožnilo, aby byly tlusté vrstvy bez trhlin odlety v jednom kroku. Tlusté vrstvy slinované při 1500 °C vykazovaly relativní dielektrickou konstantu 1207, dielektrickou ztrátu 0.018 při 1 kHz, remanentní polarizaci 7.54 µC/cm2 a koercitivní síla intenzity pole (Ec) 0.23 kV/mm při 3 kV/mm. Pro tvarování BCZT v konfiguraci 3-3 a 1-3 byla použita přímá metoda tisknutí inkoustu. Pro správnou úpravu tiskového procesu byla použita inkoustová náplň s viskoelastickým chováním obsahující 41.6% obj. pevných látek BCZT a se zpracovatelskými přísadami (HPMC ~ 2.4% a PEI ~ 0.03%). Vzorky v konfiguraci 3-3, slinované při 1500 °C, vykazovaly nejvyšší dielektrické a piezoelektrické vlastnosti, kde Curieho teplota = 86 °C, tan = 0.021, remanentní polarizace = 4.56 µC/cm2 a d33 = 100 ± 4 pC/N. Vzorky v konfiguraci 1-3 slinované při 1500 °C, které byly smíchány s epoxidem, vykazovaly dielektrickou konstantu 144 a dielektrickou ztrátu 0.035 při 1 kHz. Tato práce popisuje tvarování bezolovnaté piezoelektrické keramiky s vynikajícími vlastnostmi v pokročilých strukturách jako krok k návrhu pro moderní senzorické a energy harvesting aplikace.

In this work the influence of solid electrolyte additives on the gas sensing properties of tin oxide layers was investigated systematically for the first time. NASICON (NAtrium, Super Ionic CONductor, Na(1+x)Zr2SixP(3-x)O12; 0 <= x <= 3) was used as a model for solid electrolyte additives. The structure of that material is ideally suitable for studies of the correlation between material parameters and the gas sensitivity of the layers. In the NASICON structure the content of mobile Na+-ions can be varied by a factor of four resulting in a simultaneous change of the ionic conductivity sigma(Na+) by approximately three orders of magnitude without considerable structural alterations. Powders of SnO2 and NASICON (x = 0; 2.2; 3) were prepared separately by means of sol-gel routes and mixed in a volume ratio of 80/20. Pastes were prepared from these powders with different compositions and screen printed on alumina substrates with a fourfold structure of thin film gold electrode combs. Four different compositions were characterised simultaneously at elevated temperatures in various gas atmospheres. The conductivity of the layers, when measured in air, decreases considerably with increasing Na+-content in the NASICON additive. This is correlated with enhanced activation energy of the electronic conductivity. The sensitivity of the layers to polar organic molecules like R-OH (alcohols), R-HO (aldehydes) and ROOH (carboxylic acids) is highly enhanced by the NASICON additive. This is observed especially on the admixtures with NASICON of high Na+-content (x = 2.2 and x = 3). On the other hand, the sensitivity to substances with mid-standing functional groups like 2-propanol or propanone can not be enhanced by NASICON additives. Furthermore the sensitivity of these composite layers to CO, H2, NH3, methane, propane, propene and toluene (all exposed as admixtures with air) is lower than the sensitivity of pure SnO2-layers. These observations are well correlated with the results of gas consumption measurements on SnO2/NASICON powders by means of FTIR spectroscopy. In spite of the lack of surface analytical data, a model of surface chemical gas reactions based on a triple phase boundary (SnO2/NASICON/gas atmosphere) was developed, which explains the experimental observations qualitatively. It is assumed that the decrease of the electronic conductivity as observed in the presence of NASICON additives with increasing Na+-content is due to an enhanced electron depletion layer. This is formed in the SnO2 grains by Na+/e- interactions across the SnO2/NASICON-interface. The enormous enhancement of the sensitivity to polar organic molecules may be due to specific nucleophilic interactions with the Na+-ions and coupled Na+/e--interactions at the triple phase reaction sites.

Silber-Glas-Dispersionen werden in der Herstellung von Solarzellen zur Ausbildung des Vorderseitenkontaktes großtechnisch seit vielen Jahren eingesetzt. Nichtsdestotrotz ist der Kontaktbildungsmechanismus bis jetzt nicht vollständig verstanden. In dieser Arbeit wurden Lösungs-, Transport- und Ausscheidungsprozesse von silberhaltigen Glasschmelzen in Silber-Glas-Dispersionen während der thermischen Kontaktierung von multikristallinem Silicium untersucht. Hierfür wurden systematisch Änderungen in der Zusammensetzung der Silber-Glas-Dispersionen sowie der hierfür verwendeten Gläser durch geführt, um Einzeleffekte zu separieren. Die Gläser wurden mit Silber zu Modelldispersionen verarbeitet und auf Siliciumwafer zu Herstellung von Solarzellen mittels Siebdruck abgeschieden und eingebrannt. Sowohl die Einzelkomponenten als auch die hergestellten Dispersionen wurden hinsichtlich ihrer thermisch aktivierten, linearen Schwindung untersucht. Die hergestellten Solarzellen wurden elektrisch sowie mittels FESEM in ihrer Mikrostruktur charakterisiert. Es konnten Zusammenhänge zwischen diesen Untersuchungen hinsichtlich der Silberlösung im Glas unter Oxidation, dem Silbertransport im Glas mittels Diffusion oder Konvektion sowie der Silberausscheidung unter Reduktion an der Waferoberfläche hergestellt und Einzeleffekte für den Silbertransport während des Einbrandes von Solarzellen identifiziert werden.

Объектом исследования являлось вещество натриевая соль 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-c]-1,2,4-триазин-7-она, дигидрат (УПИ-802). Цель работы: количественное определение лекарственного вещества натриевой соли 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-c]-1,2,4-триазин-7-она дигидрата методом вольтамперометрии. В случае УПИ-802 наиболее полезным для количественного определения является сигнал электровосстановления нитрогруппы. Исследованы процессы восстановления нитрогруппы исследуемого вещества в водных и апротонных растворах с применением вольтамперометрии в условиях физического удаления растворенного кислорода и без удаления кислорода. Установлено, что скорость восстановления УПИ-802 контролируется диффузией, процесс восстановления нитрогруппы является необратимым и проходит в две стадии в буферном растворе Бриттона-Робинсона. Первая волна восстановления, которая лежит в области потенциалов -0,31 – (-0,8) В, соответствует присоединению 4 электронов. Обнаружено, что электровосстановление нитрогруппы протекает с предшествующим протонированием. Выбран оптимальный режим регистрации аналитического сигнала исследуемого вещества УПИ-802 на стеклоуглеродном электроде в условиях химического способа удаления растворенного кислорода – квадратно-волновой с амплитудой импульса 0,05 В, частотой импульса 35 Гц. Показана возможность применения толстопленочных углеродсодержащих электродов для определения исследуемого вещества методом квадратно-волновой вольтамперометрии. Выполнена оценка показателей качества методики анализа, таких как линейность, повторяемость (сходимость) и внутрилабораторная прецизионность. / The object of the study was the substance 2-ethylthio-6-nitro-1,2,4-triazolo-[5,1-c]-1,2,4-triazin-7-one sodium salt dihydrate (UPI-802). Objective: quantification of 2-ethylthio-6-nitro-1,2,4-triazolo-[5,1-c]-1,2,4-triazin-7-one sodium salt dihydrate by the method of voltammetry. For UPI-802, the signal of electroreduction of a nitro group is the most useful for quantitative determination. The processes of the nitro group reduction of the test substance in aqueous and aprotic solutions was studied using voltammetry in conditions of physical removal of dissolved oxygen and without oxygen removal. It was established that the rate of reduction of UPI-802 is controlled by diffusion, the processes of reduction of the nitro group is irreversible and proceeds in two stages in a Britton-Robinson buffer solution. The first recovery wave, lying in the potential region of -0,31 - (-0,8) V, corresponds to the addition of 4 electrons. It was found that the electroreduction of the nitro group proceeds with previous protonation. The optimal mode for recording the analytical signal of the UPI-802 on the glassy carbon electrode was selected in conditions of chemical method for removing dissolved oxygen – square-wave with a pulse amplitude of 0,05 V and a pulse frequency of 35 Hz. The possibility of using thick-film carbon-containing electrodes to determine the test substance by the method of square-wave voltammetry was shown. The quality indicators of the analysis technique, such as linearity, repeatability (convergence) and intralaboratory precision, were evaluated.