Tématem diplomové práce je studium vlivu kyseliny citronové na růst, morfologii a další vlastnosti fotokatalytických nanočástic oxidu ceričitého, připravených chemickou syntézou. Literární rešerše popisuje základní vlastnosti oxidu ceričitého a jeho moderní aplikace včetně fotokatalytického odbourávání polutantů. Důležitou kapitolou je pak využití kyseliny citronové při syntéze a modifikaci fotokatalytických a sorpčních materiálů. V rámci experimentální části byla pomocí jednoduché srážecí metody připravena série materiálů na bázi CeO2 s různým množstvím kyseliny citronové v reakční směsi, což mělo zásadní dopad na fyzikálně-chemické vlastnosti výsledných nanočástic. Ty byly charakterizovány pomocí vybraných metod analýzy pevných látek (rentgenová difrakce, Ramanova spektroskopie, infračervená spektroskopie, nízkoteplotní fyzisorpce plynů a skenovací elektronová mikroskopie) a následně byly studovány adsorpčně-degradační schopnosti materiálů na modelových polutantech vod- léčivech diklofenaku a sulfadimethoxinu. Z výsledků vyplývá, že využitím kyseliny citronové při syntéze lze dosáhnout zásadní změny morfologie a velikosti částic připravených materiálů a jejich povrchových a jiných vlastností, což má zásadní vliv na adsorpci a fotokatalytický rozklad vybraných polutantů.
Anotace v angličtině
The focus of this thesis is the study of the effect of citric acid on the growth, morphology and other properties of photocatalytic cerium dioxide nanoparticles prepared via chemical synthesis. The theoretical part describes the basic properties of cerium dioxide and modern applications, including the photocatalytic degradation of pollutants. An important chapter is the use of citric acid in the synthesis or modification of photocatalytic and sorption materials. For the experimental part of the work, a series of materials based on cerium dioxide was prepared with varying amounts of citric acid in the reaction mixture, which had a significant impact on the physical and chemical properties of the resulting nanoparticles. The materials were characterized using selected methods for analysis of solid materials (X-ray diffraction, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, low temperature gas physisorption and scanning electron microscopy) and their sorption and degradation properties were studied on model water pollutants - pharmaceuticals diclofenac and sulfadimethoxine. The results show that citric acid can be used to significantly change the morphology and particle size of the prepared materials as well as their surface and other properties, which has a fundamental impact on the adsorption and photocatalytic degradation of the selected pollutants.
Tématem diplomové práce je studium vlivu kyseliny citronové na růst, morfologii a další vlastnosti fotokatalytických nanočástic oxidu ceričitého, připravených chemickou syntézou. Literární rešerše popisuje základní vlastnosti oxidu ceričitého a jeho moderní aplikace včetně fotokatalytického odbourávání polutantů. Důležitou kapitolou je pak využití kyseliny citronové při syntéze a modifikaci fotokatalytických a sorpčních materiálů. V rámci experimentální části byla pomocí jednoduché srážecí metody připravena série materiálů na bázi CeO2 s různým množstvím kyseliny citronové v reakční směsi, což mělo zásadní dopad na fyzikálně-chemické vlastnosti výsledných nanočástic. Ty byly charakterizovány pomocí vybraných metod analýzy pevných látek (rentgenová difrakce, Ramanova spektroskopie, infračervená spektroskopie, nízkoteplotní fyzisorpce plynů a skenovací elektronová mikroskopie) a následně byly studovány adsorpčně-degradační schopnosti materiálů na modelových polutantech vod- léčivech diklofenaku a sulfadimethoxinu. Z výsledků vyplývá, že využitím kyseliny citronové při syntéze lze dosáhnout zásadní změny morfologie a velikosti částic připravených materiálů a jejich povrchových a jiných vlastností, což má zásadní vliv na adsorpci a fotokatalytický rozklad vybraných polutantů.
Anotace v angličtině
The focus of this thesis is the study of the effect of citric acid on the growth, morphology and other properties of photocatalytic cerium dioxide nanoparticles prepared via chemical synthesis. The theoretical part describes the basic properties of cerium dioxide and modern applications, including the photocatalytic degradation of pollutants. An important chapter is the use of citric acid in the synthesis or modification of photocatalytic and sorption materials. For the experimental part of the work, a series of materials based on cerium dioxide was prepared with varying amounts of citric acid in the reaction mixture, which had a significant impact on the physical and chemical properties of the resulting nanoparticles. The materials were characterized using selected methods for analysis of solid materials (X-ray diffraction, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, low temperature gas physisorption and scanning electron microscopy) and their sorption and degradation properties were studied on model water pollutants - pharmaceuticals diclofenac and sulfadimethoxine. The results show that citric acid can be used to significantly change the morphology and particle size of the prepared materials as well as their surface and other properties, which has a fundamental impact on the adsorption and photocatalytic degradation of the selected pollutants.
Povrchová struktura, morfologie a velikost částic polovodičů na bázi oxidů kovů hrají zásadní roli v jejich fotokatalytické účinnosti, protože mezifázový přenos náboje a oxidačně-redukční reakce probíhají primárně na povrchu fotokatalyzátoru. Kyselina citronová je běžná a levná trikarboxylová organická kyselina, která má silnou vazbu na oxidy kovů, a často se využívá jako modifikační činidlo, senzibilizátor, nebo pro kontrolu růstu a krystalizace nanočástic v roztoku.
Tato práce se zaměřuje na studium vlivu kyseliny citronové na fyzikálně-chemické vlastnosti a fotokatalytickou účinnost nanostrukturního CeO2 připraveného vybranou precipitační metodou. Připravené materiály budou studovány pomocí vybraných metod analýzy pevných látek s cílem popsat změny morfologie a velikosti částic, strukturních, optických a jiných parametrů vyvolaných použitím kyseliny citronové při syntéze. Fotokatalytické vlastnosti připravených nanomateriálů budou posouzeny pomocí sledování světlem indukovaného rozkladu modelových polutantů ve vodných roztocích metodou HPLC. Nedílnou součástí práce bude i literární rešerše na dané téma.
Zásady pro vypracování
Povrchová struktura, morfologie a velikost částic polovodičů na bázi oxidů kovů hrají zásadní roli v jejich fotokatalytické účinnosti, protože mezifázový přenos náboje a oxidačně-redukční reakce probíhají primárně na povrchu fotokatalyzátoru. Kyselina citronová je běžná a levná trikarboxylová organická kyselina, která má silnou vazbu na oxidy kovů, a často se využívá jako modifikační činidlo, senzibilizátor, nebo pro kontrolu růstu a krystalizace nanočástic v roztoku.
Tato práce se zaměřuje na studium vlivu kyseliny citronové na fyzikálně-chemické vlastnosti a fotokatalytickou účinnost nanostrukturního CeO2 připraveného vybranou precipitační metodou. Připravené materiály budou studovány pomocí vybraných metod analýzy pevných látek s cílem popsat změny morfologie a velikosti částic, strukturních, optických a jiných parametrů vyvolaných použitím kyseliny citronové při syntéze. Fotokatalytické vlastnosti připravených nanomateriálů budou posouzeny pomocí sledování světlem indukovaného rozkladu modelových polutantů ve vodných roztocích metodou HPLC. Nedílnou součástí práce bude i literární rešerše na dané téma.