Příprava nanokompozitů nanotrubiček grafitického nitridu uhlíku a celulózových hydrogelů pro fotokatalytickou degradaci

Vendula KROPÁČKOVÁ

Bakalářská práce

Graphitic carbon nitride nanotubes and cellulose hydrogels nanocomposites preparation for photocatalytic degradation.

Anotace:

Tato bakalářská práce se věnuje různým postupům přípravy nanotrubiček grafitického nitridu uhlíku a celulózových hydrogelů. Tyto materiály byly dále spojeny do formy nanokompozitu a byla pozorována jejich fotokatalytická aktivita při fotodegradaci barviva Rhodamin B. Teoretická část se zabývá nanomateriály, grafitickým nitridem uhlíku, hydrogelům, a jejich celulózovým variantám. Je popsána také příprava nanokompozitů, fotokatalytické děje a problematika znečištění vod barvivy. Práškové fotokatalyzátory připravené z různých prekurzorů byly charakterizovány pomocí SEM, FTIR-ATR, XRD a UV-Vis práškové spektrometrie s integrační sférou. Pomocí metody Tauc plot byla vypočtena velikost zakázaného pásu vzorků grafitického nitridu uhlíku. Připravené celulózové hydrogely byly charakterizovány pomocí FTIR-ATR. Na základě charakterizačních dat byl vybrán vzorek grafitického nitridu uhlíku obsahující nanotrubičky a také nejvhodnější postup přípravy průsvitného celulózového hydrogelu pro tvorbu jejich nanokompozitů. Tyto nanokompozity byly charakterizovány Ramanovou spektroskopií a byla testována jejich fotokatalytická degradační aktivita. Degradace byla provedena na modelovém polutantu Rhodaminu B a za ozařování bílým LED světlem. Účinnost degradace byla vyhodnocena pomocí UV-Vis spektrofotometrie.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with various methods for preparation of graphitic carbon nitride nanotubes and cellulose hydrogels. These materials were then combined into the form of nanocomposite and their photocatalytic activity toward the photodegradation of the dye Rhodamine B was observed. The theoretical part focuses on nanomaterials, graphitic carbon nitride, hydrogels and their cellulosebased forms. It also describes the preparation of nanocomposites, photocatalytic processes and the issue of water contamination by dyes. Powder photocatalysts prepared from different precursors were characterised by SEM, FTIR-ATR, XRD and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy with an integrating sphere. Band gap energies of the graphitic carbon nitride samples were calculated using Tauc plot method. The prepared cellulose hydrogels were characterised using FTIR-ATR spectroscopy. Based on the characterisation data, a graphitic carbon nitride sample containing nanotubes was selected along with the most suitable method for preparing a translucent cellulose hydrogel for the formation of their nanocomposites. These nanocomposites were characterised by Raman spectroscopy and their photocatalytic degradation activity was tested. The degradation was performed using Rhodamine B as a model pollutant under irradiation with white LED light. The degradation efficiency was evaluated using UV-Vis spectrophotometry.

Klíčová slova

grafitický nitrid uhlíku, nanotrubičky, celulózové hydrogely, nanokompozity, fotodegradace

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 5. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Aneta Bužková

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Aplikovaná chemie / Aplikovaná chemie