Syntéza nanostrukturovaných destiček TiO2 a jejich využití pro rozklad organických polutantů

Jakub MAREŠ

Bachelor's thesis

Synthesis of nanostructured TiO2 sheets and their use for decomposition of organic pollutants

Abstract:

Tato práce se zabývá přípravou nanočástic fotokatalyticky aktivního TiO2, určených pro fotokatalytický rozklad organických polutantů. Hydrolýzou vodných roztoků titanylsulfátu (TiOSO4) byl připraven koloidní roztok, který byl lyofilizován a výsledný produkt byl žíhán při teplotách 500, 650, 800 a 950°C. Tímto způsobem vznikl 2D TiO2 nanokrystalický materiál ve formě ultra tenkých lístečků. U všech připravených vzorků byla provedena detailní materiálová charakterizace za účelem popisu fyzikálních a chemických vlastností, strukturních parametrů a zhodnocení jejich vlivu na fotokatalytickou účinnost. Fotokatalytická aktivita byla stanovena pomocí sledování kinetiky a mechanizmu rozkladné reakce Bisfenolu A (BPA), který byl vybrán jako modelová látka, v ultrafialové oblasti (UV). Bylo prokázáno, že lyofilizační metoda je environmentálně šetrná metoda, velice vhodná k relativně snadné přípravě fotokatalyzátorů na bázi TiO2. Ve všech případech byla dosažena fotokatalytická účinnost.

Abstract:

This work deals with the preparation of photocatalytically active TiO2 nanoparticles for photocatalytic decomposition of organic pollutants. Hydrolysis of TiOSO4 led to preparation of colloidal solution, which was lyophilized in order to sublimate water from the material. As obtained product was annealed at 500, 650, 800 and 950 °C and 2D TiO2 nanocrystalline materials were obtained in the form of ultrathin sheets. All materials were characterized with various analytical methods due to evaluate their physical and chemical properties, structural parameters and their effect on photocatalytic efficiency as well. The photocatalytic activity was determined by kinetic monitoring on the Biphenol A (BPA) degradation mechanism, chosen as a model sample. It has been demonstrated that the lyophilization method is an environmentally friendly method, very suitable for the relatively easy preparation of TiO2 photocatalysts. In all cases photocatalytic performance was achieved.

Keywords

lyofilizace, oxid titaničitý, mikrostruktura, 2D nanomateriál, fotokatalytická degradace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Taťjana Brovdyová, CSc.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Mechanical Engineering

Bachelor programme / field:
Material Sciences / Materials