Studium interakce polymerních látek na bázi chitosanu s uhlíkovými substráty a využití připravených kompozitů v heterogenní organické katalýze

Ondřej POSPÍŠIL

Bachelor's thesis

Study of carbon substrates and chitosan polymers interaction and the application of synthesized composites in heterogeneous organic catalysis

Abstract:

Tato bakalářská práce se zaměřuje na přípravu kompozitních materiálů skládajících se z 2D uhlíkových substrátů (grafen oxid/grafitický nitrid uhlíku), polysacharidu chitosanu a nanočástic Cu. Pro přípravu těchto kompozitů byly použity různé kombinace molekulových hmotností chitosanu, měnících se navážek Cu2+ soli a různé metody její redukce (tepelná/chemická) za tvorby nanočástic Cu. Připravené kompozity byly charakterizovány vybranými technikami: AAS; TEM; EDS a FT-IR spektroskopií, kdy byla potvrzena přítomnost všech dílčích složek kompozitů a také stanoven výsledný obsah Cu. Bylo zjištěno, že v závislosti na velikosti navážky Cu2+ soli a typu redukce lze ovlivňovat obsah Cu v kompozitech tvořených daným substrátem. U vybraných kompozitů (s největším obsahem Cu) byly testovány jejich katalytické vlastnosti na Chan-Lamově křížové párovací reakci benzimidazolu s p-tolylboronovou kyselinou a pomocí UPLC-MS analýzy byla potvrzena jejich katalytická aktivita.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the preparation of composite materials consisting of 2D carbon substrates (graphene oxide/graphitic carbon nitride), chitosan polysaccharide and Cu nanoparticles. For the preparation of these composites, different combinations of molecular weights of chitosan, varying loadings of Cu2+ salt and different methods of its reduction were used to form Cu nanoparticles. Prepared composites were characterized by selected techniques: AAS; TEM; EDS and FT-IR spectroscopy, when presence of all partial components of the composites were confirmed and also determined final Cu content. It was found that depending on the amount of Cu2+ salt and type of reduction the Cu content in composites formed by the given substrate can be influenced. Selected composites (with the highest Cu content) were tested for their catalytic properties in the Chan-Lam cross coupling reaction of benzimidazole with p-tolylboronic acid and their catalytic activity was confirmed using UPLC-MS analysis.

Keywords

Kompozitní materiál, grafen oxid, grafitický nitrid uhlíku, chitosan, nanočástice, heterogenní katalýza

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Ing. Radka Pocklanová

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Nanomaterial Chemistry / Nanomaterial Chemistry