Fotokatalytická degradace s využitím připraveného TiO2 ? laboratorní reaktor

Bc. Lukáš SVĚTLOVSKÝ

Master's thesis

The photocatalytic degradation using the prepared TiO2 ? laboratory reactor

Abstract:

Náplní této diplomové práce, která se primárně zaměřuje na fotokatalytické účinky nanostrukturního TiO2, bylo volně navázat na téma předcházející bakalářské práce. Hlavním cílem této práce bylo sestavit si vlastní fotokatalytický reaktor, použitelný k degradaci organických látek. Jako modelová látka byla používána methylenová modř. Nanostrukturní částice oxidu titaničitého byly syntetizovány v laboratorních podmínkách. Jako předlohy byly použity některé modifikované návody, které byly aplikovány v předchozí práci. Připravené vzorky byly charakterizovány vybranými analytickými metodami např. FTIR nebo měření zeta potenciálu. Fotokatalytická degradace probíhala v laboratorním reaktoru pod UV zářením při použité vlnové délce 365 nm. Reaktor byl konstruován jako recirkulační. Fotokatalyticky aktivní náplň byla uchycena v koloně reaktoru. Míra degradace modelové látky byla stanovována VIS spektrometrií při vlnové délce ? = 665 nm. Při experimentálním studiu fotokatalýzy za rozdílných pH roztoku modelové látky bylo zjištěno, že fotooxidace probíhá především v oblasti nižších pH, která je ohraničena zhruba hodnotou pH izoelektrického bodu (pH = 5,84). Při experimentech byl průměrný úbytek MM z roztoku necelých 60 % oproti výchozí koncentraci. Při experimentech se zvýšenou teplotou byl úbytek jen nepatrně vyšší.

Abstract:

This master's thesis, which primarily focuses on the photocatalytic effects of nanostructured TiO2, has been freely linked to the theme of the previous bachelor thesis. The main aim of this thesis was to build own photocatalytic reactor that can be used for organic substance's degradation. Methylene blue was chose as a model substance. Nanostructural titanium dioxide particles were synthesized under laboratory conditions. Some modified manuals that were applied in the previous work were used as templates. Prepared samples were characterized by selected analytical methods such as FTIR, zeta potential measurement. Photocatalytic degradation took place in the laboratory reactor under UV light at a wavelength of 365 nm. The reactor was designed as a recirculating. Photocatalytically active filling was captured in the reactor's column. The model substance degradation rate was determined by VIS spectrometry at ? = 665 nm. In the experimental study of photocatalysis at the different pH of the solution of the model substance it was found, that photooxidation takes place maily in the area of lower pH, which is bounded roughly by the pH value of the isoelectric point (pH = 5.84). In experiments, mean loss of methylene blue from the solution was less than 60 % relative to initial concentration. In experiments with higher temperature, the drop was only slightly higher.

Keywords

Oxid titaničitý, nanočástice, charakterizace, fotokatalýza, fotokatalyzátor, spektrometrie, methylenová modř, reaktor, sorpce, zeta potenciál

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 6. 2018

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Roman Maršálek, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry of Solid Phase