Informace o kvalifikační práci Studium vlivu metody přípravy na strukturní, texturní a elektronové vlastnosti niklem modifikovaných TiO<sub>2</sub> materiálů
Diplomová práce se zabývá problematikou niklem dopovaných TiOTiO2 fotokatalyzátorů, které byly připraveny dvěma odlišnými přípravami sol-gel metody lišícími se typem prekurzoru a teplotou kalcinace. Dopované fotokatalyzátory obsahovaly 0,2 nebo 1 % niklu v matrici. Cílem bylo přispět k pochopení hlubší souvislosti mezi strukturou materiálů a jejich fotokatalytickou aktivitou. Fotokatalytická aktivita Ni-TiOTiO2 fotokatalyzátorů byla testována na modelové reakci fotokatalytického rozkladu vodného roztoku metanolu za vývoje vodíku.
Předmětem studie u připravených Ni-TiOTiO2 materiálů byly jejich strukturní, texturní a optické vlastnosti. Strukturní a texturní vlastnosti byly charakterizovány rentgenovou difrakční analýzou a Ramanovou spektroskopií. Optické vlastnosti byly studovány pomocí difúzně reflexní UV-VIS spektroskopie. Redukovatelnost povrchu fotokatalyzátorů byla zjištěna teplotně programovatelnou redukcí vodíkem. Výsledky byly diskutovány s publikovanou literaturou. V rámci diplomové práce bylo zjištěno, že příprava fotokatalyzátorů, použitá kalcinační a redukční teplota ovlivňují vlastnosti Ni-TiOTiO2 materiálů, jako je fázové složení, velikost krystalitů, počty kyslíkových vakancí a defektů mřížky, které se pak odráží na fotokatalytické aktivitě připraveného Ni-TiOTiO2 materiálu.
Anotace v angličtině
The aim of this work was the preparation of nickel-doped TiOTiO2 photocatalysts by two different preparations of the sol-gel method with different calcination temperatures. The concentration of nickel in the photocatalysts was 0,2 or 1%. The aim was to understand the deeper connections between the structure of materials and their photocatalytic activity. The photocatalytic activity of Ni-TiOTiO2 photocatalysts was tested on a model reaction of photocatalytic decomposition of methanol with the evolution of hydrogen.
Structural, textural, optical and electrical properties of Ni-TiOTiO2 materials were studied. Structural and textural properties were characterized by X-ray diffraction analysis and Raman spectroscopy. Optical properties were studied by diffuse reflection UV-VIS spectroscopy. The reducibility of the surface of photocatalysts was determined by temperature programmable reduction with hydrogen. The results were discussed with the published literature and it was found that the preparation of photocatalysts, the calcination and reduction temperature used affect the properties of Ni-TiOTiO2 materials, such as phase composition, crystallite size, numbers of oxygen vacancies and lattice defects. This properties of the Ni-TiOTiO2 material are reflected in photocatalytic aktivity.
Diplomová práce se zabývá problematikou niklem dopovaných TiOTiO2 fotokatalyzátorů, které byly připraveny dvěma odlišnými přípravami sol-gel metody lišícími se typem prekurzoru a teplotou kalcinace. Dopované fotokatalyzátory obsahovaly 0,2 nebo 1 % niklu v matrici. Cílem bylo přispět k pochopení hlubší souvislosti mezi strukturou materiálů a jejich fotokatalytickou aktivitou. Fotokatalytická aktivita Ni-TiOTiO2 fotokatalyzátorů byla testována na modelové reakci fotokatalytického rozkladu vodného roztoku metanolu za vývoje vodíku.
Předmětem studie u připravených Ni-TiOTiO2 materiálů byly jejich strukturní, texturní a optické vlastnosti. Strukturní a texturní vlastnosti byly charakterizovány rentgenovou difrakční analýzou a Ramanovou spektroskopií. Optické vlastnosti byly studovány pomocí difúzně reflexní UV-VIS spektroskopie. Redukovatelnost povrchu fotokatalyzátorů byla zjištěna teplotně programovatelnou redukcí vodíkem. Výsledky byly diskutovány s publikovanou literaturou. V rámci diplomové práce bylo zjištěno, že příprava fotokatalyzátorů, použitá kalcinační a redukční teplota ovlivňují vlastnosti Ni-TiOTiO2 materiálů, jako je fázové složení, velikost krystalitů, počty kyslíkových vakancí a defektů mřížky, které se pak odráží na fotokatalytické aktivitě připraveného Ni-TiOTiO2 materiálu.
Anotace v angličtině
The aim of this work was the preparation of nickel-doped TiOTiO2 photocatalysts by two different preparations of the sol-gel method with different calcination temperatures. The concentration of nickel in the photocatalysts was 0,2 or 1%. The aim was to understand the deeper connections between the structure of materials and their photocatalytic activity. The photocatalytic activity of Ni-TiOTiO2 photocatalysts was tested on a model reaction of photocatalytic decomposition of methanol with the evolution of hydrogen.
Structural, textural, optical and electrical properties of Ni-TiOTiO2 materials were studied. Structural and textural properties were characterized by X-ray diffraction analysis and Raman spectroscopy. Optical properties were studied by diffuse reflection UV-VIS spectroscopy. The reducibility of the surface of photocatalysts was determined by temperature programmable reduction with hydrogen. The results were discussed with the published literature and it was found that the preparation of photocatalysts, the calcination and reduction temperature used affect the properties of Ni-TiOTiO2 materials, such as phase composition, crystallite size, numbers of oxygen vacancies and lattice defects. This properties of the Ni-TiOTiO2 material are reflected in photocatalytic aktivity.
1. Vypracujte literární rešerši na téma niklem modifikované TiO2. Svou pozornost zaměřte na možnosti přípravy Ni/TiO2 materiálů a příklady fotochemických reakcí, ve kterých byly Ni/TiO2 materiály testovány jako fotokatalyzátory.
2. Připravte sadu Ni/TiO2 materiálů různými metodami přípravy (sol-gel, impregnace, různá tepelná úprava).
3. U připravených materiálů proměřte chemické složení (XRF), a strukturní (XRD, Ramanova spektroskopie), texturní (N2-adsorpce), optické (UV-vis) a elektronové vlastnosti (fotoluminiscence).
4. Proměřte fotokatalytickou aktivitu připravených Ni/TiO2 materiálů při fotokatalytickém rozkladu metanolu.
5. Proveďte diskusi naměřených výsledků a zhodnoťte potenciál Ni/TiO2 materiálů pro využití ve fotokatalytických procesech.
6. Porovnejte vliv přípravy na vlastnosti Ni/TiO2 materiálů.
Zásady pro vypracování
1. Vypracujte literární rešerši na téma niklem modifikované TiO2. Svou pozornost zaměřte na možnosti přípravy Ni/TiO2 materiálů a příklady fotochemických reakcí, ve kterých byly Ni/TiO2 materiály testovány jako fotokatalyzátory.
2. Připravte sadu Ni/TiO2 materiálů různými metodami přípravy (sol-gel, impregnace, různá tepelná úprava).
3. U připravených materiálů proměřte chemické složení (XRF), a strukturní (XRD, Ramanova spektroskopie), texturní (N2-adsorpce), optické (UV-vis) a elektronové vlastnosti (fotoluminiscence).
4. Proměřte fotokatalytickou aktivitu připravených Ni/TiO2 materiálů při fotokatalytickém rozkladu metanolu.
5. Proveďte diskusi naměřených výsledků a zhodnoťte potenciál Ni/TiO2 materiálů pro využití ve fotokatalytických procesech.
6. Porovnejte vliv přípravy na vlastnosti Ni/TiO2 materiálů.
Seznam doporučené literatury
-
Seznam doporučené literatury
-
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomantka přednesla prezentaci diplomové práce.
Ing. Drobná přečetla posudek vedoucího práce a oponenta.
Diplomantka odpověděla na připomínky oponenta uvedené v posudku a otázky členů komise: prof. Kočí - jaké metody přípravy jste k přípravě NiTiO2 materiálů použila a v čem se lišily?; doc. Hájek - jakým způsobem bylo vytvořeno reverzní micelární prostředí během syntézy?; doc. Čičmanec - jaký je vliv dalších fází TiO2?