Faktory ovlivňující fotokatalytické vlastnosti materiálů na bázi TiO2 v environmentálně významných reakcích

Abstract

Disertační práce se zabývá vlivem modifikování oxidu titaničitého na fotokatalytické vlastnosti při dvou environmentálně významných reakcích, fotoakatalytické redukci oxidu uhličitého a fotokatalytickém rozkladu metanolu. Celkem bylo zkoumáno deset sad fotokatalyzátorů, šest při fotokatalytické redukci oxidu uhličitého a čtyři při fotokatalytickém rozkladu metanolu. Fotokatalytická redukce CO2 probíhala ve třech geometricky odlišných vsádkových reaktorech za použití UVC záření. Pro tuto reakci byl různými metodami připraven oxid titaničitý a byl modifikován zirkonem, dusíkem, mědí (Cu anebo CuO), platinou a platinou s uhlíkem současně. Produkty fotokatalytické redukce CO2 byly metan a oxid uhelnatý a vodík, který vznikal z vody. Fotokatalytický rozklad metanolu probíhal ve vsádkovém reaktoru za použití UVA záření a při stejných reakčních podmínkách. Pro tuto reakci byl různými metodami připraven oxid titaničitý, který byl modifikován lanthanem, neodymem a lanthanem a fluorem současně. Hlavním faktorem ovlivňujícím produkci vodíku z fotokatalytického rozkladu metanolu byly vakance kyslíku a povrchový kyslík ve fotokatalyzátorech. S rostoucím množstvím vakancí kyslíku a snižujícím se povrchovým kyslíkem (mřížkový kyslík a hydroxylový) se výtěžky vodíku zvyšovaly.

The dissertation thesis deals with the effect of modification of titanium dioxide on photocatalytic properties in two environmentally important reactions, photoacatalytic reduction of carbon dioxide and photocatalytic decomposition of methanol. In total, ten sets of photocatalysts were examined, six in photocatalytic reduction of carbon dioxide and four in photocatalytic decomposition of methanol.Photocatalytic reduction of CO2 was carried out in three geometrically different batch reactors using UVC radiation. For this reaction, titanium dioxide was prepared by various methods and was modified with zirconium, nitrogen, copper (Cu or CuO), platinum and platinum with carbon simultaneously. Photocatalytic decomposition of methanol was carried out in a batch reactor using UVA radiation and under the same reaction conditions. For this reaction, titanium dioxide was prepared by various methods, which was modified with lanthanum, neodymium and lanthanum and fluorine simultaneously. The main factors influencing hydrogen production from photocatalytic decomposition of methanol were oxygen vacancies and surface oxygen in photocatalysts. With increasing oxygen vacancies and decreasing surface oxygen (lattice oxygen and hydroxyl), hydrogen yields increased.