Integrace Cu nanočástic s fotonickými TiO2 vrstvami pro synergické štěpení vody

Zdeněk PINC

Bakalářská práce

Integration of Cu nanoparticles with photonic TiO2 layers for synergic water splitting

Anotace:

Tato práce se zabývá foto-elektro-chemickou (PEC) aktivitou synteticky získaných fotonických TiO2 vrstev dopovaných mědí a jejich využitím jako fotokatalyzátoru při štěpení vody díky slunečnímu záření. Zkoumání bylo podrobeno pět vzorků - nevyžíhaný lyofilizovaný prekurzor a čtyři vzorky vzniklé v důsledku žíhání prekurzoru při daných teplotách (500, 650, 800 a 950°C). Všechny vzorky byly připraveny metodou SLS (Solid - Liquid - Solid) vyznačující se šetrností k životnímu prostředí. Charakterizace vzorků analytickými metodami (prášková rentgenová difraktometrie, skenovací a transmisní elektronová mikroskopie, infračervená spektroskopie, termická analýza) ukázala, že při žíhání vznikly 1D nanostrukturované mikrotyčinky s vrstevnatou strukturou, jejichž morfologie zůstala při všech žíhacích teplotách zachována, avšak drsnost jejich povrchu se měnila v důsledku překrystalizace anatasu na rutil a zvětšování nanokrystalů. U všech vzorků byla zkoumána jejich fotokatalytická účinnost pro foto-elektro-chemické štěpení vody a jejich absorpční vlastnosti v oblasti UV/VIS.

Abstract:

This work deals with photo-electro-chemical (PEC) activity of synthetically obtained copper-doped photonic TiO2 layers and their use as a photocatalyst for water splitting due to solar radiation absorbtion. Five samples were examinated - an annealed lyophilized precursor and four samples resulting from annealing of the precursor at temperatures of 500, 650, 800 and 950°C. All samples were prepared by the environmentally friendly SLS method. The characterization of samples by analytical methods (X-ray diffractometry, scanning and transmission electron microscopy, infrared spectroscopy, thermal analysis) showed that 1D nanostructured microrods with layered structure were formed during annealing. The 1D morphology of all annealed samples was preserved, but their surface roughness varied due to anatase transformation to rutile as well as the change of the nanocrystal's habits. All samples were tested for their photocatalytic activity for PEC water splitting and their UV/VIS absorption properties.

Klíčová slova

oxid titaničitý, mikrotyčinky, lyofilizace, fotonické vrstvy, dopování, PEC štěpení vody

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2019

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Taťjana Brovdyová, CSc.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Fakulta strojního inženýrství

Bakalářský studijní program / obor:
Strojírenství / Materiály a technologie v dopravě