Předložená bakalářská práce je věnována přípravě a charakterizaci heterostrukturovaných nanočástic inspirovaných umělou fotosyntézou. Teoretická část pojednává princip a aplikace heterogenní fotokatalýzy, jsou shrnuty vybrané fotokatalyzátory a běžné charakterizační metody. Pozornost je pak věnována konceptu heterostrukturovaných nanočástic, kdy lze vhodnou kombinací polovodičů v intimním kontaktu řešit souběžně prostorovou separaci nábojů a posuv odezvy na dopadající záření z UV oblasti do viditelné části spektra. Praktická část práce se věnuje přípravě heterostrukturovaných nanočástic na bázi grafitického nitridu uhlíku a oxidu wolframového, jejich charakterizacím a testováním fotokatalytické aktivity. Ta byla monitorována prostřednictvím sledování rychlosti odbarvování roztoku sodné soli Xylenolové Oranži pomocí UV-Vis. Jako zdroj osvitu byly využity LED s různým maximem vlnových délek. Mechanismus transferu fotoexcitovaných nábojů mezi oběma komponenty heterostrukturovaných nanočástic byl zkoumán pomocí vybraných lapačů volných radikálů.
Anotace v angličtině
The presented bachelor thesis is devoted to the preparation and characterization of heterostructured nanoparticles inspired by artificial photosynthesis. The theoretical part deals with the principle and application of heterogeneous photocatalysis, selected photocatalysts and common characterization methods are summarized. Attention is then paid to the concept of heterostructured nanoparticles, where a suitable combination of semiconductors in intimate contact can solve simultaneously the spatial separation of charges and the shift of the response to incident radiation from the UV region to the visible part of the spectrum. The practical part of the work is devoted to the preparation of heterostructured nanoparticles based on graphitic carbon nitride and tungsten oxide, their characterization and testing of photocatalytic activity. This was monitored by measurement of the discoloration rate of the Xylenol orange sodium salt solution using UV-Vis. LEDs with different maximum wavelengths were used as a source of illumination. The mechanism of photoexcited charge transfer between the two components of heterostructured nanoparticles was investigated using selected free radical scavengers.
Předložená bakalářská práce je věnována přípravě a charakterizaci heterostrukturovaných nanočástic inspirovaných umělou fotosyntézou. Teoretická část pojednává princip a aplikace heterogenní fotokatalýzy, jsou shrnuty vybrané fotokatalyzátory a běžné charakterizační metody. Pozornost je pak věnována konceptu heterostrukturovaných nanočástic, kdy lze vhodnou kombinací polovodičů v intimním kontaktu řešit souběžně prostorovou separaci nábojů a posuv odezvy na dopadající záření z UV oblasti do viditelné části spektra. Praktická část práce se věnuje přípravě heterostrukturovaných nanočástic na bázi grafitického nitridu uhlíku a oxidu wolframového, jejich charakterizacím a testováním fotokatalytické aktivity. Ta byla monitorována prostřednictvím sledování rychlosti odbarvování roztoku sodné soli Xylenolové Oranži pomocí UV-Vis. Jako zdroj osvitu byly využity LED s různým maximem vlnových délek. Mechanismus transferu fotoexcitovaných nábojů mezi oběma komponenty heterostrukturovaných nanočástic byl zkoumán pomocí vybraných lapačů volných radikálů.
Anotace v angličtině
The presented bachelor thesis is devoted to the preparation and characterization of heterostructured nanoparticles inspired by artificial photosynthesis. The theoretical part deals with the principle and application of heterogeneous photocatalysis, selected photocatalysts and common characterization methods are summarized. Attention is then paid to the concept of heterostructured nanoparticles, where a suitable combination of semiconductors in intimate contact can solve simultaneously the spatial separation of charges and the shift of the response to incident radiation from the UV region to the visible part of the spectrum. The practical part of the work is devoted to the preparation of heterostructured nanoparticles based on graphitic carbon nitride and tungsten oxide, their characterization and testing of photocatalytic activity. This was monitored by measurement of the discoloration rate of the Xylenol orange sodium salt solution using UV-Vis. LEDs with different maximum wavelengths were used as a source of illumination. The mechanism of photoexcited charge transfer between the two components of heterostructured nanoparticles was investigated using selected free radical scavengers.
1. Literární rešerše- koncept heterostrukturovaných nanočástic inspirovaných umělou fotosyntézou, Z-schema, způsoby přípravy hetostrukturovaných nanočástic, jejich charakterizace a aplikace.
2. Syntéza vybraných heterostrukturovaných nanočástic, jejich charakterizace dostupnými metodami instrumentální analýzy (SEM, TEM, XRD, Raman, TG, BET, UV-Vis apod.).
3. Testování fotokatalytické aktivity připravených nanočástic, ověření reakčního mechanismu pomocí vhodných scavengerů různých reaktivních forem kyslíku.
4. Vyhodnocení výsledků, jejich diskuse.
5. Formulace závěru.
Zásady pro vypracování
1. Literární rešerše- koncept heterostrukturovaných nanočástic inspirovaných umělou fotosyntézou, Z-schema, způsoby přípravy hetostrukturovaných nanočástic, jejich charakterizace a aplikace.
2. Syntéza vybraných heterostrukturovaných nanočástic, jejich charakterizace dostupnými metodami instrumentální analýzy (SEM, TEM, XRD, Raman, TG, BET, UV-Vis apod.).
3. Testování fotokatalytické aktivity připravených nanočástic, ověření reakčního mechanismu pomocí vhodných scavengerů různých reaktivních forem kyslíku.
4. Vyhodnocení výsledků, jejich diskuse.
5. Formulace závěru.
Seznam doporučené literatury
1. Li, H.; Tu, W.; Zhou, Y.; Zou Z. Z-Scheme Photocatalytic Systems for Promoting Photocatalytic Performance: Recent Progress and Future Challenges. Advanced Science 2016;3:1500389.
2. Low, J.; Jiang, C.; Cheng, B.; Wageh, S.; Al-Ghamdi, A.A.; Yu, J. A Review of Direct Z-Scheme Photocatalysts. Small Methods 2017;1:UNSP 1700080.
3. Wang, Y.; Suzuki, H.; Xie, J.; Tomita, O.; Martin, D.J.; Higashi, M.; et al. Mimicking Natural Photosynthesis: Solar to Renewable H-2 Fuel Synthesis by Z-Scheme Water Splitting Systems. Chem Rev 2018;118:5201-41.
4. Xu, Q.; Zhang, L.; Yu, J.; Wageh, S.; Al-Ghamdi, A.A.; Jaroniec M. Direct Z-scheme photocatalysts: Principles, synthesis, and applications. Materials Today 2018;21:1042-63.
5. Zhou, P.; Yu, J.; Jaroniec M. All-Solid-State Z-Scheme Photocatalytic Systems. Adv Mater 2014;26:4920-35.
Seznam doporučené literatury
1. Li, H.; Tu, W.; Zhou, Y.; Zou Z. Z-Scheme Photocatalytic Systems for Promoting Photocatalytic Performance: Recent Progress and Future Challenges. Advanced Science 2016;3:1500389.
2. Low, J.; Jiang, C.; Cheng, B.; Wageh, S.; Al-Ghamdi, A.A.; Yu, J. A Review of Direct Z-Scheme Photocatalysts. Small Methods 2017;1:UNSP 1700080.
3. Wang, Y.; Suzuki, H.; Xie, J.; Tomita, O.; Martin, D.J.; Higashi, M.; et al. Mimicking Natural Photosynthesis: Solar to Renewable H-2 Fuel Synthesis by Z-Scheme Water Splitting Systems. Chem Rev 2018;118:5201-41.
4. Xu, Q.; Zhang, L.; Yu, J.; Wageh, S.; Al-Ghamdi, A.A.; Jaroniec M. Direct Z-scheme photocatalysts: Principles, synthesis, and applications. Materials Today 2018;21:1042-63.
5. Zhou, P.; Yu, J.; Jaroniec M. All-Solid-State Z-Scheme Photocatalytic Systems. Adv Mater 2014;26:4920-35.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Po prezentaci práce studentkou a po odpovědích studentky na dotazy oponenta byla vedena rozprava, ve které studentka odpovídala na doplňkové dotazy členů komise.
Dotazy oponenta:
1. Na jaké látky se při heterogenní fotokatalýze transformují oxidy síry a dusíku?
2. Dalo by se z EXD analýzy vypočítat zastoupení WO3 v kompozitu? A může koncentrace deponované látky ovlivňovat původní fotokatalytickou aktivitu?
3. Při změně zabarvení XO při studiu fotokatalytické účinku vámi syntetizovaných nanočástic fotokatalyzátoru nemusí docházet k její úplné mineralizaci. Jakou velmi jednoduchou metodu stanovení stupně mineralizace XO byste navrhla?
Doplňující otázky:
dr. Jančová: Jaký je přínos Vaší práce pro vědu a praxi?
doc. Růžička: Dal by se již použitý materiál recyklovat?
Na veškeré dotazy odpověděla studentka výborně a bez chyb; po zohlednění návrhů školitele i oponenta pak komise rozhodla o celkovém hodnocení obhajoby.