Aplikace dopovaného nitridu uhlíku ve fotokatalýze

Helena KRČKOVÁ

Bachelor's thesis

Application of doped carbon nitride in photocatalysis

Anotácia:

Tato bakalářská práce se zabývá přípravou, charakterizací a fotokatalytickou aktivitou nitridu uhlíku dopovaného sírou, fosforem, kyslíkem a sodíkem. Teoretická část se věnuje nanomateriálům na bázi uhlíku, mezi které patří právě nitrid uhlíku. Další kapitola popisuje dopování nitridu uhlíku a jiné úpravy a na závěr je zmíněna katalytická část. Materiály byly připraveny při různých teplotních rampách se zaměřením na strukturní a morfologické změny, a poté charakterizovány pomocí SEM s EDS, FTIR-ATR a XRD. Byla změřena absorbance práškových materiálů v UV-VIS oblasti a vypočtena šířka zakázaného pásu pomocí metody Tauc plot. Fotokatalytická aktivita materiálů byla otestována na degradaci organického barviva rhodaminu B při bílém světle s využitím spektrofotometrické detekce. Materiál s nejlepšími fotokatalytickými vlastnostmi byl nitrid uhlíku dopovaný sírou, který byl připraven s teplotní rampou 7 °C/min. U tohoto materiálu došlo k degradaci veškerého rhodaminu B na žluté meziprodukty. Naopak nitridu uhlíku dopovaný sodíkem nevykazoval žádnou fotokatalytickou aktivitu.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the preparation, characterization, and photocatalytic activity of carbon nitride doped with sulfur, phosphorus, oxygen, and sodium. The theoretical part is devoted to carbon-based nanomaterials, which include carbon nitride. The next chapter describes carbon nitride doping and other treatments, and finally, catalysis is mentioned. The materials were prepared at different temperature ramps with study of structure and morphology dependence, and then characterized by SEM with EDS, FTIR-ATR and XRD. The absorbance of the powder materials was measured in the UV-VIS region, and the width of the bandgap was calculated using the Tauc plot method. The photocatalytic activity of the materials was tested for the degradation of the organic dye rhodamine B under white light using spectrophotometric detection. The material with the best photocatalytic properties was sulfur-doped carbon nitride, which was prepared with a temperature ramp of 7 °C/min. For this material, all rhodamine B was degraded to yellow intermediates. In contrast, sodium-doped carbon nitride showed no photocatalytic activity.

Kľúčové slová

Nitrid uhlíku, dopace, fotokatalýza, nanomateriály, katalýza

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Mgr. Ing. Radka Pocklanová, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Applied Chemistry / Applied Chemistry