Příprava 2D diboridů přechodných kovů a jejich kompozitů pro (foto)katalýzu

Jaroslav NEBESKÝ

Bachelor's thesis

Preparation of 2D diborides of transition metals and their composites for (photo)catalysis

Abstract:

Tato práce se zaměřuje na přípravu stabilních suspenzí kovových diboridů, zejména diboridu hafnia (HfB2), a jejich využití pro přípravu kompozitních materiálů s nanočásticemi oxidu ceričitého pro fotokatalytický rozklad vybraných polutantů vod. Kvazi-2D struktury diboridu hafnia byly připraveny ultrazvukovou delaminací ve směsi propanolu s vodou v poměru 1:1. Kombinace 2D HfB2 s CeO2 nanočásticemi v nanokompozitním materiálu významně urychlila fotokatalytický rozklad cílových testovaných polutantů bisfenol-S, paraoxon-methyl a diclofenac oproti samotnému CeO2. Fotokatalytická aktivita byla studována sledováním kinetiky rozkladu cílových polutantů ve vodných roztocích pomocí kapalinové chromatografie s diodovým polem (HPLC/DAD). Výsledky prokázaly, že nově připravené kompozitní materiály na bázi 2D diboridů mohou účinně rozkládat vybrané polutanty. Díky této skutečnosti můžeme předpokládat využití exfoliovaných 2D kovových diboridů a jejich kompozitů ve fotokatalytických aplikacích využitelných např. při ochraně životního prostředí.

Abstract:

This thesis focuses on the preparation of stable suspensions of metal diborides, particularly hafnium diboride (HfB2), and their use for the preparation of composite materials with cerium oxide nanoparticles for photocatalytic degradation of selected water pollutants. Quasi-2D structures of hafnium diboride were prepared by ultrasonic delamination in a 1:1 mixture of propan-2-ol and water. The combination of 2D HfB2 with CeO2 nanoparticles significantly accelerated the photocatalytic degradation of the tested pollutants bisphenol-S, paraoxon-methyl and diclofenac compared to pristine CeO2. The photocatalytic activity was studied by monitoring the kinetics of degradation of the selected pollutants using liquid chromatography with diode array detector (HPLC/DAD). The results showed that the newly prepared 2D diboride-based composite materials can efficiently degrade the selected pollutants. Thanks to this fact, we can assume the use of exfoliated 2D metal diborides and their composites in photocatalytic applications useful, for example, in environmental protection.

Keywords

Diborid hafnia, oxid ceričitý, fotokatalýza, bisfenol-S, paraoxon-methyl, diclofenac

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jiří Henych, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry and Toxikolgy / Chemistry and Toxicology