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.
Annotation in English
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.
Keywords
ZnO, g-C3N4, Ag, MW- syntéza, fotokatalýza
Keywords in English
ZnO, g-C3N4, Ag, photocatalysis, MW- synthesis
Length of the covering note
73 s. (83 411)
Language
CZ
Annotation
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.
Annotation in English
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.
Keywords
ZnO, g-C3N4, Ag, MW- syntéza, fotokatalýza
Keywords in English
ZnO, g-C3N4, Ag, photocatalysis, MW- synthesis
Research Plan
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.
Research Plan
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.
Recommended resources
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.
Recommended resources
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.
