Właściwości i aktywność modyfikowanych perowskitów tytanowych w fotokatalitycznym rozkładzie wody

Abstract

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań, które miały na celu syntezę, określenie właściwości fizykochemicznych oraz aktywności fotokatalitycznej materiałów o strukturze perowskitu. W badaniach skupiono uwagę na trzech perowskitach: CaTiO3, SrTiO3 i BaTiO3. Do przygotowania fotokatalizatorów zastosowano technikę zol-żel. Przeprowadzono również syntezę perowskitów za pomocą metody zol-żel zmodyfikowanej poprzez zastosowanie surfaktantów: Pluronic P-123, kwas stearynowy i Triton X-100. Badana pokazały, że przy użyciu metody zol-żel możliwe jest otrzymanie materiałów o większej powierzchni właściwej i lepszych właściwościach fotokatalitycznych w porównaniu z komercyjnie dostępnymi materiałami. Otrzymane perowskity cechowały się wyższą wydajnością w reakcji rozkładu wody do wodoru. Posiadały również mniejszą szerokość pasma wzbronionego, dzięki czemu w większym stopniu były zdolne do wykorzystania promieniowania słonecznego. Praca udowodniła skuteczność metody zol-żel w produkcji materiałów aktywnych w fotokatalitycznym wytwarzaniu wodoru z wody. Otrzymane materiały posiadają odpowiednie własności dla wykorzystania w procesie produkcji wodoru jako paliwa, przy wykorzystaniu energii promieniowania słonecznego. The paper presents the results of a study on synthesis, characterization and photocatalytic activity of perowskite based photocatalysts in reaction of splitting of water. The described perovskites are: CaTiO3, SrTiO3 and BaTiO3. In order to synthesise the perovskite type compounds a sol-gel method was used along with its modified version. Modification of sol-gel synthesis was achieved by introducing of surfactant agents during the reation: Pluronic P-123, stearic acid and Triton X-100. The sol-gel synthesis has proven to be an effective way of preparing semiconductor materials active in photocatalytic splitting of water. The activity of prepared perovskites was higher than of commercially available perovskites. The outcome of the presented dissertation leads to a conclusion that perovskites prepared using sol-gel technique can potentially be used in hydrogen production from water using solar radiation as an energy source.