Předložená diplomová práce je zaměřena na přípravu polovodičových materiálů a studium jejich fotokatalytických vlastností. Jako modelový fotokatalyzátor byl zvolen Oxid zineč-natý (ZnO), který byl syntetizován v různých morfologiích pomocí mikrovlnami asistované hydrotermální syntézy. Coby zástupce méně tradičních fotokatalyticky aktivních materiálů byl připraven polymerní grafitický nitrid uhlíku (g-C3N4), a to jak pomocí konvenčního způsobu ohřevu, tak s pomocí mikrovln. Pro jejich charakterizaci byla využita Rentgenová difrakce, skenovací elektronová mikroskopie, termogravimetrie, UV-VIS a fotolumi-niscenční spektroskopie. V obou případech byly připraveny rovněž hybridní materiály na bázi polovodič/kov, kdy se získané fotokatalyzátory dále modifikovaly nanočásticemi stříbra (Ag). Fotokatalytické vlastnosti pak byly studovány na degradaci methylové violeti 2B pod UV zářením.
Anotace v angličtině
Presented diploma thesis is focused on the semiconducting materials preparation and study of their photocatalytic properties. ZnO in various morphologies has been prepared as a model photocatalyst by using microwave- assisted hydrothermal synthesis. Polymeric, graphitic carbon nitride (g-C3N4) as the representant of less common metal free photoca-talysts has been prepared by using both conventional and microwave- assisted heating. X- ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetry, UV-VIS and photolumi-nescence spectroscopy was used for samples characterization. Hybrid semiconductor/metal were sythesized as well by decoration of obtained photocatalysts by silver (Ag) nanopar-ticles. Photocatalytic properties were studied by means of degradation of methyl violet 2B under UV irradion.
Klíčová slova
ZnO, g-C3N4, Ag, MW- syntéza, fotokatalýza
Klíčová slova v angličtině
ZnO, g-C3N4, Ag, photocatalysis, MW- synthesis
Rozsah průvodní práce
73 s. (83 411)
Jazyk
CZ
Anotace
Předložená diplomová práce je zaměřena na přípravu polovodičových materiálů a studium jejich fotokatalytických vlastností. Jako modelový fotokatalyzátor byl zvolen Oxid zineč-natý (ZnO), který byl syntetizován v různých morfologiích pomocí mikrovlnami asistované hydrotermální syntézy. Coby zástupce méně tradičních fotokatalyticky aktivních materiálů byl připraven polymerní grafitický nitrid uhlíku (g-C3N4), a to jak pomocí konvenčního způsobu ohřevu, tak s pomocí mikrovln. Pro jejich charakterizaci byla využita Rentgenová difrakce, skenovací elektronová mikroskopie, termogravimetrie, UV-VIS a fotolumi-niscenční spektroskopie. V obou případech byly připraveny rovněž hybridní materiály na bázi polovodič/kov, kdy se získané fotokatalyzátory dále modifikovaly nanočásticemi stříbra (Ag). Fotokatalytické vlastnosti pak byly studovány na degradaci methylové violeti 2B pod UV zářením.
Anotace v angličtině
Presented diploma thesis is focused on the semiconducting materials preparation and study of their photocatalytic properties. ZnO in various morphologies has been prepared as a model photocatalyst by using microwave- assisted hydrothermal synthesis. Polymeric, graphitic carbon nitride (g-C3N4) as the representant of less common metal free photoca-talysts has been prepared by using both conventional and microwave- assisted heating. X- ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetry, UV-VIS and photolumi-nescence spectroscopy was used for samples characterization. Hybrid semiconductor/metal were sythesized as well by decoration of obtained photocatalysts by silver (Ag) nanopar-ticles. Photocatalytic properties were studied by means of degradation of methyl violet 2B under UV irradion.
Klíčová slova
ZnO, g-C3N4, Ag, MW- syntéza, fotokatalýza
Klíčová slova v angličtině
ZnO, g-C3N4, Ag, photocatalysis, MW- synthesis
Zásady pro vypracování
Anotace:
V práci budou připraveny vybrané materiály na bázi polovodičů, jak nanočástice, tak i částice hierarchicky strukturované. Tyto budou charakterizovány dostupnými instrumentálními metodami, následně bude studována jejich fotokatalytická aktivita na modelovém polutantu.
Literární rešerše:
1. Materiály na bázi polovodičů a jejich fotokatalytická aktivita.
2. Možnosti přípravy vybraných materiálů.
3. Charakterizační metody vhodné pro studium těchto materiálů.
Praktická část:
1. Příprava a charakterizace vybraných materiálů.
2. Design experimentu na testování fotokatalytické aktivity.
3. Testování fotokatalytické aktivity na vybraných polutantech.
4. Shrnutí experimentu, diskuse a formulace závěru.
Zásady pro vypracování
Anotace:
V práci budou připraveny vybrané materiály na bázi polovodičů, jak nanočástice, tak i částice hierarchicky strukturované. Tyto budou charakterizovány dostupnými instrumentálními metodami, následně bude studována jejich fotokatalytická aktivita na modelovém polutantu.
Literární rešerše:
1. Materiály na bázi polovodičů a jejich fotokatalytická aktivita.
2. Možnosti přípravy vybraných materiálů.
3. Charakterizační metody vhodné pro studium těchto materiálů.
Praktická část:
1. Příprava a charakterizace vybraných materiálů.
2. Design experimentu na testování fotokatalytické aktivity.
3. Testování fotokatalytické aktivity na vybraných polutantech.
4. Shrnutí experimentu, diskuse a formulace závěru.
Seznam doporučené literatury
1. FUJISHIMA, A, HONDA, K.: Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode. Nature, 1972, vol. 238 p.37-38.
2. HASHIMOTO, K., IRIE, H., FUJISHIMA, A.: TiO2 Photocatalysis: A Historical Overwiew and Future Prospects. Japanese Journal of Applied Physics, 2005, vol. 44, p. 8269-8285.
3. CHEN, X., SHEN, S., GUO, L., MAO, S.S.: Semiconductor-based photocatalytic hydrogen generation. Chemical reviews, 2010, vol. 110, p.6503-6570.
4. SMITH, A.M., NIE, SHUMING.: Semiconductor nanocrystals: Structure, properties, and band gap engineering. Accounts of chemical research, 2010, vol. 43, p.190-200.
5. ZOU, Z., YE, J., SAYAMA, K., ARAKAWA.: Direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst. Nature, vol. 414, p.625-627.
Seznam doporučené literatury
1. FUJISHIMA, A, HONDA, K.: Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode. Nature, 1972, vol. 238 p.37-38.
2. HASHIMOTO, K., IRIE, H., FUJISHIMA, A.: TiO2 Photocatalysis: A Historical Overwiew and Future Prospects. Japanese Journal of Applied Physics, 2005, vol. 44, p. 8269-8285.
3. CHEN, X., SHEN, S., GUO, L., MAO, S.S.: Semiconductor-based photocatalytic hydrogen generation. Chemical reviews, 2010, vol. 110, p.6503-6570.
4. SMITH, A.M., NIE, SHUMING.: Semiconductor nanocrystals: Structure, properties, and band gap engineering. Accounts of chemical research, 2010, vol. 43, p.190-200.
5. ZOU, Z., YE, J., SAYAMA, K., ARAKAWA.: Direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst. Nature, vol. 414, p.625-627.