Modifikace zakázaného pásu grafitického nitridu uhlíku

Abstract

V rámci této bakalářské práce byl zkoumán grafitický nitrid uhlíku (g-C3N4) a možnosti jeho dopování různými alkalickými kovy, konkrétně sodíkem, draslíkem a lithiem. Účelem dopování tohoto fotokatalyzátoru bylo zkoumání vlivu různých alkalických kovů na vlastnosti zakázaného pásu. Samotný g-C3N4 sám o sobě není příliš účinný vlivem rychlé rekombinace fotogenerovaných nositelů náboje. Z dostupných studií se však jeví, že přítomnost alkalických kovů mírně zlepšuje jeho fotoelektrické vlastnosti bez výrazného narušení jeho struktury. V teoretické části této práce byly popsány fotokatalytické procesy a pásová teorie polovodičů. Hlavním tématem teoretické části však byl samotný grafitický nitrid uhlíku, různé metody jeho přípravy a metody analýzy. Během praktické části byly připraveny vzorky čistého i dopovaného fotokatalyzátoru. Tyto vzorky byly následně analyzovány, byl změřen jejich zakázaný pás, Urbachova energie a strukturní vlastnosti.

This bachelor's thesis investigates graphitic carbon nitride (g-C3N4) and the possibilities of doping it with various alkali metals - specifically sodium, potassium, and lithium. The primary purpose of doping this photocatalyst was to examine the influence of different alkali metals on its band gap properties. Pristine g-C3N4 alone is not highly efficient due to the rapid recombination of photogenerated charge carriers. However, available studies suggest that the presence of alkali metals slightly improves its photoelectric properties without significantly disrupting its structure. The theoretical part of the thesis describes photocatalytic processes and the band theory of semiconductors. The main focus of this section, however, is graphitic carbon nitride itself, including various methods of its preparation and analysis. During the practical part, samples of both the pure and doped photocatalyst were synthesized. These samples were subsequently analyzed to measure their band gap, Urbach energy, and structural properties.