Příprava a charakterizace dopovaných fotokatalyzátorů na bázi TiO2 pro rozklad organických polutantů

Ing. Jiří HENYCH

Doctoral thesis

Preparation and characterization of doped TiO2 photocatalysts for the decomposition of organic pollutants

Anotácia:

Tato práce se zabývá dopovanými nanočásticemi TiO2 určenými pro fotokatalytický rozklad organických polutantů. Pomocí environmentálně šetrných metod byly připraveny koncentrační řady vzorků dopovaných Ga, Ge, Sn, Bi, kompozitní materiál TiO2 s grafenoxidem a redukovaným grafenoxidem, kodopovaný vzácnými kovy (Au, Pt, Pd) a deponované nanočástice TiO2 na kaolinu. U všech materiálů byla provedena detailní materiálová charakterizace za účelem popisu fyzikálních a chemických vlastností a strukturních parametrů a zhodnocení jejich vlivu na fotokatalytickou účinnost. Fotokatalytická aktivita byla stanovena pomocí sledování kinetiky a mechanizmu rozkladných reakcí vybraných modelových látek. Bylo demonstrováno, že použité metody jsou vhodné k relativně snadné přípravě dopovaných fotokatalyzátorů na bázi TiO2. Ve všech případech bylo dosaženo zvýšení fotokatalytické účinnosti, ačkoli vliv jednotlivých modifikací byl velmi odlišný.

Abstract:

This work deals with doped TiO2 nanoparticles used for the photocatalytic decomposition of organic pollutants. The series of the TiO2 samples doped with Ga, Ge, Sn, Bi, composite material TiO2 - graphene oxide and TiO2 - reduced graphene oxide co-doped with noble metals, and nanosized TiO2 particles deposited on kaolin were prepared via environmentally friendly methods. All prepared materials were characterized with various analytical methods to evaluate and describe their physical and chemical properties, structural parameters and their influence on photocatalytic performance. The kinetics and mechanism of the photocatalytic degradation reactions were observed using several model compounds. The selected synthesis methods were demonstrated to be suitable for the relatively easy preparation of the doped TiO2 photocatalysts. All modified materials have proven higher degradation efficiency compared to the reference unmodified TiO2 sample. The very diverse effects of the modifications were discussed.

Kľúčové slová

Oxid titaničitý, fotokatalýza, dopování

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 12. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 4. 2015
• Vedúci: Mgr. Václav Štengl, DSc.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Environment

Doctoral programme / odbor:
Ecology and environmental protection / Environmental analytical chemistry