Strukturní materiály na bázi g-C3N4 a BiVO4 a jejich charakterizace, včetně stanovení fotokatalytických vlastností

Abstract

Diplomová práce se věnuje literární rešerši s ohledem na přípravu, využití, charakterizaci a vlastnosti strukturních materiálů na bázi g-C3N4 a BiVO4. V diplomové práci jsou popsány metody přípravy a využití g-C3N4/BiVO4. Připravené materiály (různé hmotnostní poměry) byly hodnoceny fotoluminiscenční spektroskopií, rentgenovou difrakcí, metodou SEM, difúzní reflektanční spektroskopií, infračervenou spektroskopií, fotokatalytickou degradací pomocí kyselé oranže 7 a N2O na některých materiálech. Z výsledků bylo zjištěno, že nejvhodnější kompozit pro fotodegradaci barviva kyselé oranže 7 je kompozit g-C3N4/BiVO4 (4:1), 400 °C a původní g-C3N4. Z emisních fotoluminiscenčních spekter vyplývá, že s rostoucím obsahem BiVO4 dochází k bathochromnímu posunu pásů u všech kompozitů a klesá jejich intenzita. RTG difrakcí byla potvrzena převážně monoklinická forma BiVO4, jak u kompozitů, tak i u čistého BiVO4. IČ spektroskopie potvrdila výsledky s dalšími strukturními metodami. Z fotokatalýzy na N2O bylo zjištěno, že nejvyšší konverzi dosáhly BiVO4 a g-C3N4 a skoro shodnou konverzi s g-C3N4 měl kompozit g-C3N4/BiVO4 (4:1), 400 °C.

Diploma work deals study of literary sources, preparation, utilization, characterization and properties of structural materials (g-C3N4 and BiVO4). In diploma work are described methods of preparation and utilization of g-C3N4/BiVO4. Prepared materials (different weight ratios) are evaluated by photoluminescence spectroscopy, X-ray powder diffraction, SEM method, diffuse reflectance spectroscopy, infrared spectroscopy (IR) and photocatalytic degradation using acid orange 7 and N2O for certain materials. The results show that the most suitable composite for photodegradation of dye (acid orange 7) is g-C3N4/BiVO4 (4:1), 400 °C and the original g-C3N4. Emission photoluminescence spectra indicate that with the increasing content of BiVO4 occur red shift in all composites and fall down their intensities. X-ray powder diffraction spectra confirm predominantly monoclinic form of BiVO4 in composites and in pure BiVO4. IR spectroscopy has been shown that results are with agreement with others structural methods. Photocatalysis data on N2O have been found that the highest conversion are for BiVO4 and g-C3N4 and a similar conversion value for g-C3N4/BiVO4 (4:1), 400 °C composite.