Imobilizacija in karakterizacija fotokatalizatorja ter razvoj transparentnega mikrosistema za fotokatalizoČrv, Špela (Avtor) Plazl, Igor (Mentor) Heterogena fotokatalizaTiO$_2$imobilizacija z vrtenjemmikroreaktorski sistemOH· radikali.Heterogena fotokataliza je zanimiva napredna oksidacijska metoda, ki za delovanje uporablja fotokatalizator in svetlobo. Ko je fotokatalizator izpostavljen svetlobi primerne valovne dolžine in s tem tudi primerne energije, to energijo absorbira in jo porabi za ustvarjanje visoko reaktivnih parov elektron-vrzel. Ti pari sprožijo tvorbo reaktivnih kisikovih specij (ROS), kot so hidroksilni radikali. Najpogosteje uporabljen fotokatalizator je titanov dioksid (TiO$_2$), saj ima dobre lastnosti za fotokatalizo, kot so dobra fotokatalitska stabilnost in visok fotokatalitski odziv, prav tako je relativno poceni material. Glavna pomanjkljivost, ki preprečuje široko uporabo heterogene fotokatalize, je njena potreba po praškastih fotokatalizatorjih, ki pa jih je po reakciji težko reciklirati. Tej težavi se lahko izognemo z imobilizacijo fotokatalizatorja na nosilec. V magistrskem delu smo razvili metodo za imobilizacijo komercialnega TiO$_2$ na steklen substrat (objektno stekelce) s pomočjo imobilizacije z vrtenjem (angl. spin coating), pri čemer je bila povprečna masa nanosa fotokatalizatorja 14,4 mg. Za izboljšanje mehanskih lastnosti smo dodali tetraetilortosilikat (TEOS). Aktivnost fotokatalizatorja smo najprej preverjali v šaržnem sistemu, ki je bil osvetljevan z UV-svetlobo, preko hitrosti tvorbe hidroksilnih radikalov. Opazili smo, da se aktivnost prvih 24 h osvetljevanja povečuje, nato pa se ustali. Fotokatalizator smo karakterizirali z različnimi tehnikami: FTIR-ATR, XRD, PL, UV-Vis DR, CHNS-analiza, SEM-EDX in profilometrijo. Pokazali smo, da je imobiliziran material ohranil anatazno obliko TiO$_2$, da je silicij prisoten v obliki SiO$_2$, da so elementi Ti, Si in O enakomerno porazdeljeni po materialu in da material ne vsebuje organskih spojin. Ugotovili smo tudi, da predhodno osvetljevanje ne vpliva na hitrost rekombinacije materiala in na širino prepovedanega pasu. S časom osvetljevanja se povečuje le hrapavost materiala in s tem njegova aktivna površina, kar pojasni povečanje aktivnosti. V mikropretočnem reaktorju smo opazovali hitrost tvorbe hidroksilnih radikalov in razvili matematični model za opis hitrostnega in koncentracijskega profila v mikroreaktorskem kanalu. Model smo uporabili za analizo eksperimentalnih podatkov, vendar ga nismo validirali.20252025-03-20 14:00:13Magistrsko delo/naloga167926VisID: 22861COBISS_ID: 229714179sl