Fotokatalytické oxidy kovů
Degradace polutantů
Kontakt: V. Štengl, Oddělení chemie pevných látek
Degradace rozpuštěných polutantů ve vodné suspenzi
Pro stanovení fotokatalytické aktivity používáme specialní nerezové průtočně reaktory o objemu 1 l. Jako zdroj světla používáme pro UV fotokatalyzátory fluorescenční výbojky Narva Blacklight Blue 365 nm a pro fotokatályzatory aktivní ve viditelné oblasti světelného spektra Warmwhite 827 (< 400 nm) o výkonu 13 W.
Práškové fotokatalytické materiály jsou testované v průtokových reaktorech, kde se jejich suspenze v roztoku modelové sloučeniny (barviva Orange II, Rhodamin B a Reactive Black) ozařuje světlem o dané vlnové délce. Stupeň degradace barviva se stanovuje měřením úbytku jejich koncentrace (absorbance).
Pro měření vlastností fotokatalyticky aktivních nátěrových hmot jsme vyvinuli metodiku s rozkladem kyseliny salycilové, jejíž koncentrace se měří fluorescenční spektroskopií. Kyselina salycilová po ozáření při vlnové délce λexc = 315 nm emituje záření s emisním maximem λems = 410 nm a měří se fluorescenční spektrum v závislosti na době ozařování. Vrstva fotokatalytického nátěru je umístěna na křemenné trubici.
Degradace polutantů v soustavě plyn-pevný katalyzátor
Pro měření fotokatalytické aktivity v plynné fázi byly vyvinuty speciální vyhřívané fotoreaktory s cirkulací pomocí membránového čerpadla. Vrstva fotokatalýzatoru je nanesena na skleněné desce o rozměrech 10 x 15 cm, jako pojivový systém je použit poly-hydroxyethylmetakrylát, který je plynopropustný. Jako modelové sloučeniny jsou používány butan, aceton a etylalkohol.
Pro orientační stanovení fotokatalytické aktivity jsou použita plynová čidla XGARD pro detekci O2, CO2, etanol a propan-butan firmy Crowcon. Pro podrobné studium fotokatalytických reakcí v plynné fázi je k dispozici kvadrupólový hmotnostní spektrometr JEOL JMS-Q100GC s plynovým chromatografem Agilent 6890N. Vzorky jsou atomaticky dávkovány šesticestným vzorkovacím ventilem. Tato metodika je používána také pro měření fotokatalytické aktivity plasmou nanášených fotokatalytických vrstev v rámci spoluprace s Ústavem fyziky plazmatu AV ČR. Více na www.uach.cz.
Vybrané publikace
- V. Štengl, V. Houšková, S. Bakardjieva et al., Photocatalytic degradation of acetone and butane on mesoporous titania layers, NEW JOURNAL OF CHEMISTRY 34(9) 1999-2005, 2010
- V. Štengl, V. Houšková, S. Bakardjieva et al., Optically Transparent Titanium Dioxide Particles Incorporated in Poly(hydroxyethyl methacrylate) Thin Layers, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C 112(50) 19979-19985, 2008
- Ctibor P., Štengl V., Píš, I., Zahoranová T., Nehasil V., Plasma sprayed TiO2: The influence of power of an electric supply on relations among stoichiometry, surface state and photocatalytic decomposition of acetone, Ceramics International 38(4) 3453-3458, 2012