Příprava a charakterizace rozdílných forem grafitického nitridu uhlíku

Matouš Balda

Bakalářská práce

Synthesis and characterization of various forms of graphitic carbon nitride

Anotace:

Byla provedena podrobná literární rešerše týkající se grafitického nitridu uhlíku (g-CN) a jeho forem pro možné aplikace v chemických technologiích. Termickými metodami byly připraveny a charakterizovány čtyři rozdílné formy g-CN. Jako prekurzorů bylo využito melaminu (g-CN-Mel), močoviny (g-CN-U), 2,4,6-trichlortriazinu, dikyandiamidu a aminopolyethylenglykolu (g-CN-PEG) nebo melaminu a chloridu draselného (K-PHI). Připravené formy g-CN byly charakterizovány dostupnými fyzikálně-chemickými metodami (FT-IR, elementární analýza, rentgenová prášková difrakce). Připravené formy g-CN byly následně testovány jako katalyzátory pro fotochemickou cyklizační reakci N-fenylthiobenzamidu (1) na 2 fenylbenzothiazol (2). Bylo zjištěno, že kromě cyklizace významnou měrou probíhá i vedlejší desulfurizační reakce N-fenylthiobenzamidu (1) na N-fenylbenzamid (3). Vedlejší reakce se uplatňuje u všech forem g-CN. Byl vysvětlen chemický princip a důvod probíhající desulfurizace, kterou se ani optimalizací reakčních podmínek nepodařilo potlačit, což tak otevírá cestu pro další výzkum.

Abstract:

A detailed literature research on graphitic carbon nitride (g-CN) and its forms for potential applications in the chemical technologies has been performed. Four various forms of g-CN were prepared and characterized using thermal methods. As precursors, melamine (g-CN-Mel), urea (g-CN-U), 2,4,6 trichlortriazine, dicyanamide and aminopolyethylene glycol (g-CN-PEG) and mixture of melamine and potassium chloride (K-PHI) were used. The prepared forms of g-CN were characterized using available physical and chemical methods such as FT-IR, elementary analysis, X-ray powder diffraction. The prepared forms of g-CN were subsequently tested as catalysts for photochemical cyclization reaction of N-phenylthiobenzamide (1) to 2 phenylbenzothiazole (2). It was found that besides cyclization, a simultaneous reaction of desulfurization of N-phenylthiobenzamide (1) to N-phenylbenzamide (3) also occues. The side reaction occurs in all forms of g-CN. The chemical principle and its reason for the ongoing desulfurization, which could not be suppressed even by optimizing the reaction conditions, were explained. However, this uncovers potential ground for further research.

Klíčová slova

grafitický nitrid uhlíku, N-fenylthiobenzamid, 2-fenylbenzothiazol, fotochemie, fotokatalyzátor, vlnová délka, cyklizace

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 6. 2023

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. Ing. Miloš Sedlák, DrSc.

Univerzita Pardubice

Fakulta chemicko-technologická

Bakalářský studijní program / obor:
Chemie / Chemie