Příprava a charakterizace fotokatalytických sorpčních nanostruktur

Abstract

Práce se zabývá výrobou fotokatalytických sorpčních nanostruktur na bázi ZnO a SiO2, kdy je fotokatalytický ZnO umístěn do síťové struktury SiO2. Teoretickou část tvoří úvod do problematiky pevných látek, zejména pak polovodičů, které se převážně využívají jako fotokatalyzátory. Diskutované jsou také polovodičové heterostruktury, které rozšiřují možnosti fotokatalytických materiálů jak v oblasti materiálových vlastností, tak v účinnosti fotokatalýzy. Teoretická část je uzavřena výrobou a metodami charakterizace nanočástic a nanostruktur.

V praktické části se věnuji přípravě fotoaktivní nanostruktury ZnO(SiO2)ZnO a její charakterizaci v oblasti strukturní, materiálové a optické. Pro měření fotokatalytické účinnosti byl sestaven průtočný reaktor, který měří fotokatalytickou degradaci methylenové modře v reálném čase. Byla změřena fotodegradace samotné methylenové modře, fotodegradace methylenové modře s TiO2 evan. a fotodegradace methylenové modře s nanostrukturou ZnO(SiO2)ZnO. Jako poslední je zmíněna problematika fotokoroze.

The aim of this work is creation of photocatalysis sorptive nanostructures on ZnO and SiO2 base. Photocatalytic active ZnO is placed to SiO2 silikagel net. The teoretical part consists of an introduction to solid state physics, where we especially discuss semiconductors as the main photoacatalysis active material. We also consider semiconductor heterostructures, which can deeply extend photocatalytic efficiency of materials. The teoretical part is finished by fabrication of nanoparticles and by nanoparticles and nanostructures characterization methods.

The experimental part contains the creation and characterization of ZnO(SiO2) ZnO nanostructure including structural, material and optical characteristics. We built photocatalytic flow reactor for measuring photocatalytic degradation of methylene blue in real time. We measured photodegradation of methylene blue itself, photodegradation of methylene blue with TiO2 evan. and photodegradation of methylene blue with ZnO(SiO2)ZnO nanostructure. We also discuss photocorosis problematics at the end.