Nanomaterijali na bazi cirkonijum(iv)-oksida: sinteza, karakterizacija i primena u fotokatalizi pod dejstvom simuliranog sunčevog zračenja
Nanomaterials based on zirconium(iv) oxide: synthesis, characterization and application in photocatalysis under simulated solar light
Докторанд
Carević, Milica V.Ментор
Damjanović-Vasilić, LjiljanaЧланови комисије
Abazović, NadicaĆirić-Marjanović, Gordana
Milojević-Rakić, Маја
Čomor, Mirjana I.
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Predmet istraživanja ove doktorske disertacije je razvoj metoda sinteze nanomaterijala na
bazi cirkonijum(IV)-oksida (ZrO2), karakterizacija dobijenih materijala primenom
različitih fizičkohemijskih metoda kao i ispitivanje mogućnosti njihove primene u
fotokatalitičkoj razgradnji model jedinjenja pod uticajem simuliranog sunčevog zračenja.
Prvi deo teze se odnosi na ispitivanje strukturnih, morfoloških, površinskih, optičkih i
fotokatalitičkih svojstava nanomaterijala na bazi ZrO2 velike specifične površine
sintetisanih primenom hidrotermalne metode. U cilju dobijanja uzoraka što veće
specifične površine, tokom sinteze u strukturu ZrO2 ugrađeni su joni silicijuma (Si4+).
Čist ZrO2 odlikuje prisustvo monoklinične kristalne faze i veličina čestica od oko 20 nm.
Ugrađivanje jona Si4+ u kristalnu strukturu ZrO2 uzrokuje stabilizaciju metastabilne
tetragonalne faze i smanjenje veličine čestica ZrO2. Ugrađivanje jona Si4+ takođe
rezultuje povećanjem (oko 7 puta) specifične površin...e i smanjenjem efektivnog
energetskog procepa sintetisanih ZrO2 nanomaterijala, od 5 eV za čist ZrO2 do 3,8 eV za
dopirane uzorke. FTIC merenja su dokazala prisustvo Zr-O-Si veza u uzorcima. Svi ZrO2
uzorci su pokazali značajnu fotokatalitičku aktivnost u degradaciji 2,4,6-trihlorfenola pod
uticajem simuliranog sunčevog zračenja koja je povećana ugradnjom Si4+ jona u strukturu
ZrO2...
The subject of this PhD thesis is the synthesis of nanomaterials based on zirconium(IV)
oxide (ZrO2), their characterization by various physicochemical methods, as well as an
investigation of their potential application in the photocatalytic degradation of selected
model compounds under simulated solar light.
The first section of the thesis refers to the investigation of structural, morphological,
surface, optical and photocatalityc properties of ZrO2 nanomaterials with high specific
surface area synthesized using hydrothermal method. In order to gain as high specific
surface area as possible, Si4+ ions were introduced in ZrO2 matrix during synthesis. Pure
ZrO2 crystallizes in a monoclinic crystalline phase with particles of approximately 20 nm
in size. The incorporation of Si4+ ions resulted in the stabilization of the tetragonal
crystalline phase and the reduction of particle sizes. Furthermore, doping ZrO2 matrix
with Si4+ ions resulted in an increase in specific surface ...area (about seven times) and a
decrease in effective band gap of ZrO2 powders from 5 eV for pure ZrO2 to 3.8 eV for
doped samples. FTIR measurements proved existence of Zr-O-Si bond in the synthesized
samples. All ZrO2 powders showed significant photocatalytic activity regarding
degradation of 2,4,6-triclorophenol under simulated solar light, which increases with the
incorporation of Si ions in the host matrix...