Nowe układy typu rdzeń / otoczka na bazie TiO2: Synteza, charakterystyka i ich zastosowanie jako fotokatalizatorów do usuwania zanieczyszczeń organicznych

Wartość projektu
831 500,00
PLN
Źródło finansowania
OPUS; edycja 11
Okres realizacji od
Okres realizacji do
Opis

Aktywność badawcza koncentruje się głównie na poszukiwaniu coraz to nowszych i jednocześnie efektywniejszych metod oczyszczania wody ze względu na rosnący poziom zanieczyszczenia wód oraz wciąż malejące zasoby wody do picia.  Na szczególną uwagę zasługują nowoczesne, zaawansowane techniki utleniania (AOP), bazują one na tworzeniu silnych czynników utleniających, takich jak np. rodniki hydroksylowe. Fotokataliza należy do AOP o możliwościach usuwania trwałych związków organicznych oraz mikroorganizmów z wody. Zaletą fotokatalitycznych procesów jest to, że zanieczyszczenia organiczne są degradowane do odpowiednich produktów pośrednich, a następnie mineralizowane do tlenku węgla (IV) oraz wody. Pomimo ogromnej liczby badań dotyczących wykorzystania procesów fotokatalitycznych do usuwania różnego typu zanieczyszczeń z wody i powietrza, wiele zagadnień nie zostało jak do tej pory rozwiązanych. Wciąż prowadzone są badania, w których poszukuje się nowych efektywnych fotokatalizatorów, (obecnie szczególnie materiałów aktywnych w świetle widzialnym) dla reakcji fotokatalitycznych.
Jedną z przyczyn niskiej aktywności materiałów fotokatalitycznych jest szybkie zanikanie (rekombinacja) wytworzonych po etapie naświetlania odpowiednim promieniowaniem par elektron-dziura. Jest to efekt niekorzystny, gdyż zarówno elektrony i dziury zapoczątkowują reakcje charakterystyczne dla fotokatalizy. Z tego powodu też, działania mające na celu ograniczenie niekorzystnego efektu rekombinacji elektronów i dziur w katalizatorze są kluczowym zagadnieniem dla fotokatalizy. Jedną ze strategii ograniczania rekombinacji par elektron-dziura jest stosowanie fotokatalizatorów nanokompozytowych. W nanokompozytach elektrony i dziury mogą migrować od jednego składnika nanokompozytu (półprzewodnik) do drugiego (inny półprzewodnik, metal, tlenki metali, siarczki metali, materiały węglowe itp.), dzięki czemu ich rozdział jest lepszy i wzrasta prawdopodobieństwo zajścia reakcji charakterystycznych dla procesów fotokatalitycznych. Stąd też, badania których celem jest znalezienie wysoko aktywnych fotokatalizatorów są wciąż ważne dla powszechnego zastosowania procesów fotokatalitycznych.

Cele projektu:
•    badania podstawowe w zakresie zaprojektowania nowych sferycznych nanokompozytów o budowie rdzeń/otoczka oraz badanie ich właściwości fizykochemicznych i fotokatalitycznych;
•    poznanie mechanizmów rozdziału fotogenerowanych par elektron-dziura pomiędzy składniki kompozytów rdzeń/otoczka i rdzeń/otoczka/otoczka oraz wpływ tego efektu na mechanizmy fotokatalitycznego rozkładu zanieczyszczeń organicznych z wody, zarówno dla światła widzialnego i ultrafioletowe.

Kierownik projektu: prof. dr hab. Ryszard Józef Kaleńczuk

Opiekun: