UACH > VÝZKUM > Nové materiály pro udržitelné životní prostředí > Fotokatalyticky aktivní materiály a kompozity

Fotokatalyticky aktivní materiály a kompozity

Kontaktní osoba: Jan Šubrt, Snejana Bakardjieva

Již řadu let se zabýváme výzkumem dvoudimenzionálních materiálů na bázi oxidu titaničitého, který se široce používá hlavně pro jeho netoxicitu, chemickou stabilitu, vysokou fotokatalytickou aktivitu a nízkou cenu. Naše bádání je z jedné části zaměřené na optimalizaci ekologicky šetrné přípravy materiálů s žádoucí 2D lístečkovou morfologií a zároveň na studium jejich vlastností např. pomocí elektronové mikroskopie s prvkovou analýzou či termické analýzy s hmotnostní detekcí a na zjištění jejich fotokatalytické aktivity v kapalné fázi za působení UV záření, a to právě pro potenciální aplikace na odstraňování organických polutantů obsažených ve vodě. Z důvodu sílící snahy připravit materiál vhodný pro rozklad polutantů působením slunečního záření jsme se také zaměřili na dopování 2D-TiO2 lístečků pomocí kovů a nekovů s cílem posunout jejich absorpční hranu do viditelné oblasti. Lístečková forma 2D-TiO2 je mimo jiné také studována pro použití do nátěrů na ochranu různých typů dřeva a jako UV-stabilizátor nové generace.

Další část výzkumu je věnována vývoji a zlepšení vlastností kompozitu TiO2/SiO2 (Balclean), který se přidává do samočistících a ochranných nátěrů nebo stěrek na vrchní úpravu povrchu zdí z důvodu ochrany proti plísním a řasám. Předpokládané aplikační použití těchto nátěrů bude především do exteriéru pro samočistící úpravu plášťů budov, dále pro ošetření mostů, protihlukových bariér, svodidel či tunelů. V neposlední řadě se také účastníme vývoje tzv. plovoucího fotokatalyzátoru, který má představovat spojení dvou cenných vlastností – sorpčních a fotokatalytických, a může být proto použit pro čištění vod od nízkých koncentrací stabilních aromatických polutantů, ke kterým patří např. bisfenoly a dioxiny.

Seznam literatury

Bakardjieva S., Mamon F., Pinc Z., Fajgar R., Jakubec I., Murafa N., Koci E., Brovdyova T., Lancok A., Michna S. and Nikolova R.: Surface Properties of 1DTiO2 Microrods Modified with Copper (Cu) and Nanocavities, Nanomaterials 324(11) (2021) 1-24, IF = 4.324.

Volfová L., Pližingrová E.*, Ecorchard P., Motlochová M., Klementová M., Janošíková P., Bezdička P., Kupčík J., Krýsa J., Lančok A.*, Šubrt J., Tailoring Photocatalytic Activity of TiO2 Nanosheets by 57Fe, J. Phys. Chem. C, 124 (2020), 6669−6682, IF = 4.309.

S. Bakardjieva*, R. Fajgar, I. Jakubec, E. Koci, A. Zhigunov, E. Chatzisymeon, K. Davididou, Photocatalytic degradation of bisphenol A induced by dense nanocavities inside aligned 2D-TiO2 nanostructures, Catalysis Today, 328 (2019) 189-201. IF = 4.888, Q1

E. Plizingrova*, M. Klementova, P. Bezdicka, J. Bohacek, Z. Barbierikova, D. Dvoranova, M. Mazur, J. Krysa, J. Subrt, V. Brezova*, 2D-Titanium dioxide nanosheets modified with Nd, Ag and Au: Preparation, characterization and photocatalytic activity, Catalysis Today, 281 (2017) 165-180. IF=4.667, Q1

J. Subrt*, E. Plizingrova, M. Palkovska, J. Bohacek, M. Klementova, J. Kupcik, P. Bezdicka, H. Sovova, Titania aerogels with tailored nano and microstructure: comparison of lyophilization and supercritical drying, Pure and Applied Chemistry, 89 (2017) 501-509. IF=5.294, Q1

Galerie obrázků

Lyofilizátor

Nedopovaný vzorek (a) lyofilizovaný, (b) žíhaný na 500 °C

SEM obrázky lyofilizovaného vzorku (a) pohled na celkovou morfologii lístečku, (b) detailní pohled na vrstevnatou strukturu

Výsledky z ACOM uvedené ve formě inverzní mapy vzorku dopovaného neodymem žíhaného na teploty: (a) 500 °C, (b) 650 °C, (c) 800 °C

TEM/ED/EDS vzorku dopovaného neodymem žíhaného na 800 °C