Abstrakt
Grafitický nitrid uhlíku (g-C3N4) je polymerní materiál s mimořádnými vlastnostmi, kterými jsou tepelná, chemická a fotochemická stabilita a schopnost pohlcovat viditelné světlo v důsledku energie zakázaného pásu kolem 2,7 eV. Fotokatalytické aplikace g-C3N4 jsou však omezeny rychlou rekombinací fotoindukovaných elektronů a děr. Tento problém může být překonán kombinací g-C3N4 s kovovými a polovodičovými nanočásticemi nebo dopováním kovy a nekovy. Další nevýhodou je nízký specifický povrch, který může být zvětšen exfoliací za vzniku nanovrstev. V tomto projektu bude zkoumáno dopování exfoliovaného g-C3N4 nekovovými prvky šetrnými k životnímu prostředí, jako jsou S, O, P a N. Výsledné nanomateriály budou testovány pro fotokatalytický rozklad vybraných polutantů, jako jsou oxid dusný, oxid dusnatý a acetaldehyd v plynné fázi a barvivo Oranž 7 a fenol ve vodné fázi. Bude hledáno optimální množství dopovaných prvků v nanostrukturách g-C3N4. Také se předpokládá, že budou objeveny nové vlastnosti těchto dopovaných nanostruktur.
Abstract
Graphitic carbon nitride (g-C3N4) is a polymeric material with extraordinary diamond-like properties, such as thermal, chemical and photochemical stability and ability to absorb visible light due to band gap energy of 2.7 eV. However, photocatalytic applications of g-C3N4 are limited by fast recombination of photoinduced electrons and holes. It can be overcome by coupling of g-C3N4 with metal and semiconductor nanoparticles or by doping with metals and non-metals. Another disadvantage is its low specific surface area which can be enlarged by exfoliation forming nanosheets. In this project, doping of exfoliated g-C3N4 with environmental-friendly non-metals, such as S, O, P and N, will be investigated. The resulting materials will be tested for the photocatalytic decomposition of selected pollutants, such as nitrous oxide, nitric oxide, acetaldehyde in gaseous phase and Acid Orange 7 and phenol in aqueous phase. The optimal amount of non-metals in the g-C3N4 nanostructures will be looked for. New properties of the g-C3N4 nanostructures are assumed to be discovered.
