Utjecaj strukturnih defekata na aktivnost TiO2 fotokatalizatora

undergraduate thesis

• Title (english): Influence of structural defects on the activity of TiO2 photocatalysts
• Author: Kristina Matić
• Mentor: Vesna Tomašić (mentor)
• Committee member: Vesna Tomašić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Vanja Gilja (član povjerenstva)
• Committee member: Ljerka Kratofil Krehula (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2020-09-24, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Chemical Engineering

Abstract

Ovaj rad obuhvaća pregled različitih poluvodičkih materijala, kao što su TiO2, ZnO, g-C3N4, kompozitni materijali te fotokatalizatori koji sadrže bizmut. Navedeni materijali koriste se kao potencijalni fotokatalizatori u zaštiti okoliša, a u većini istraživanja poseban naglasak stavlja se na primjenu TiO2 kao fotokatalizatora. TiO2 odlikuje visoka fotoosjetljivost, ekološka prihvatljivost, kemijska stabilnost, mogućnost recikliranja te dostupnost zbog relativno niske cijene. Međutim, njegova fotokatalitička aktivnost je ograničena, zbog velike širine zabranjene zone (Eg = 3,2 eV), što omogućava njegovu fotoaktivaciju samo u uvjetima UV zračenja. Međutim, poznato je da samo 4-5 % prirodnog Sunčevog zračenja posjeduje energiju dovoljnu za aktivaciju TiO2 fotokatalizatora. Zbog toga se u brojnim istraživanjima provode odgovarajuće modifikacije postojećih fotokatalizatora i/ili se pripremaju novi napredniji fotokatalizatori i kompozitni materijali koje je moguće aktivirati u vidljivom dijelu spektra. Modifikacijom postojećih fotokatalizatora uglavnom nastaju strukturni defekti koji dovode do poboljšanja fotokatalitičkih svojstva, pri čemu se izdvajaju defekti vezani uz nastajanje Ti3+ i upražnjenih mjesta kisika. U ovom radu dan je pregled postupaka sinteze/modifikacije TiO2 fotokatalizatora koji rezultiraju odgovarajućim strukturnim defektima. Također su opisane osnovne značajke TiO2 fotokatalizatora koje se mijenjaju uvođenjem strukturnih defekata te je objašnjen utjecaj strukturnih defekata na fotokatalitičko djelovanje TiO2.

Abstract (english)

This work includes an overview of various semiconductor materials, such as TiO2, ZnO, g-C3N4, composite materials and photocatalysts that contain bismuth. These materials are used as potential photocatalysts in environmental protection and in the most research an emphasis is on the application of TiO2 as photocatalyst. TiO2 is characterized by high photosensitivity, environmental acceptability, chemical stability, recycling capability and availability due to the relatively low cost. However, its photocatalytic activity is limited, due to wide band gap (Eg = 3.2 eV), which allows its photoactivation only under conditions of UV radiation. However, it is known that only 4-5% of natural solar radiation has enough energy to activate TiO2 photocatalysts. Therefore, appropriate modifications of existing photocatalysts are being carried out in numerous studies and/or new more advanced photocatalysts and composite materials are being prepared, which can be activated in the visible part of the spectrum. Modification of existing photocatalysts mainly creates structural defects that lead to improvement of photocatalytic properties, singling out defects related to the formation of Ti3+ and oxygen vacancies. This paper provides an overview of the synthesis/modification procedures of TiO2 photocatalysts resulting in appropriate structural defects. The basic properties of TiO2 photocatalyst, closely related to its defect disorder, are described and the influence of structural defects on photocatalytic performance of TiO2 is explained.

• Keywords: heterogena fotokataliza; TiO2; strukturni defekti; upražnjena mjesta kisika
• Keywords (english): heterogeneous photocatalysis; TiO2; structural defects; oxygen vacancies
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:086230
• Project: Number: IP-2018-01-8669; Title: Intenzifikacija fotokatalitičkih i katalitičkih procesa za obradu otpadnih voda i otpadnih plinova; Acronym: IN-PhotoCat; Leader: Vesna Tomašić; Jurisdiction: Croatia; Funder: HRZZ; Funding stream: IP
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Undergraduate study; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Access restricted to students and staff of home institution
• Created on: 2023-05-05 11:16:51