Ezüst-tartalmú anyagok előállítása, jellemzése, azok stabilitásának és fotokatalitikus aktivitásának vizsgálata - Tóth Zsejke-Réka; Hernádi Klára; Pap Zsolt (2021)
One of the most concerning Earth’s problems is the lack of adequate water supply. A modern highly efficient water treatment technology could be a solution to the above-mentioned problem, which could be the advanced oxidation processes (AOP). The best-known type of AOP is heterogeneous photocatalysis. The present doctoral thesis is based on heterogeneous photocatalysis, including Ag-based semiconductors. This current work aimed to synthesize, characterize, investigate of the morphological, structural, and photocatalytic properties of various Ag-containing compounds. The key issue was to investigate the effect of the Ag species formed on the surface of the semiconductor on the stability and photocatalytic activity. Our objectives included the study of the impact of different shape-tailoring agents and alkali metal salt cations on the properties of AgX. The oxoacid salts of Ag, such as silver carbonate and silver phosphate was also investigated. In the case of silver carbonate, the effect of the precursors and reaction temperature were also investigated, while in the case of silver phosphate, the impact of the precursors and their concentration was analysed. The stability of the Ag-based semiconductors is still questionable, while only the silver phosphate is reusable. The effect of the different crystal phases of the titanium dioxide on the formation of the Ag and AgO nanoparticles was also investigated. Ag nanoparticles formed on the surface of the rutile crystal phase, while AgO formed on the surface of the anatase. The latter one showed higher stability.
Földünk egyik legfontosabb problémája a megfelelő vízellátás hiánya, amire megoldást jelenthetne egy modern és hatékony víztisztítási technológia. Az egyik lehetőség a nagyhatékonyságú oxidációs eljárások, amelynek legismertebb formája a heterogén fotokatalízis. Doktori munkám alapját képezi a heterogén fotokatalízis, azon belül is az Ag-alapú fotokatalizátorok megismerése. Jelen munka során célul tűztük ki különböző Ag-alapú félvezetők előállítását, jellemzését, fotokatalizátorként való alkalmazását és ismételt vizsgálatát a fotokatalitikus folyamatokat követően. Kulcskérdés lett az Ag-alapú vegyületek felületén kialakult Ag spécieszek hatásának a vizsgálata a minták stabilitására és fotokatalitikus aktivitására. Céljaink között szerepelt különböző alakformáló ágensek és alkálifém só kationok hatásának tanulmányozása az AgX tulajdonságaira. Tanulmányozni kívántuk az ezüst oxosavakkal alkotott sói esetében az ezüst-karbonát és ezüst-foszfát mikrokristályokat. Figyeltük az ezüst-karbonát kiindulási anyagának és a reakcióhőmérsékletnek hatását a kialakult félvezetőkre. Az ezüst-foszfát esetében vizsgáltuk a kiindulási anyag és annak koncentrációjának hatását a keletkező mikrokristályokra. Megállapítottuk, hogy az Ag-alapú vegyületek megkérdőjelezhető stabilitással rendelkeznek, amelyek közül csak az ezüst-foszfát mutatott kiemelkedő újrahasznosíthatóságot. Vizsgáltuk továbbá a különböző kristályfázisú titán-dioxid hatását az Ag és AgO keletkezésére. Megállapítottuk, hogy a rutil felületén Ag, az anatáz felületén AgO nanorészecskék keletkeznek, utóbbi nagyobb stabilitást mutatva.
Disszertacio
Keywords: kémiai tudományok; Heterogén katalízis