Környezeti szennyezők ártalmatlanítása UV- és látható fényre aktív titán-dioxid alapú fotokatalizátorokkal

Előnézet	PDF (disszertáció) Download (2MB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (318kB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (289kB) | Előnézet

Absztrakt (kivonat) idegen nyelven

A heterogén fotokatalízis napjaink intenzíven vizsgált kutatási területe. Sokan foglalkoznak látható fénnyel is hatékonyan gerjeszthető titán-dioxid alapú fotokatalizátorok előállításával, melyek egyrészt napfényt hasznosító, gazdaságos víztisztító technológiák fejlesztése, másrészt beltéri öntisztuló/levegőtisztító felületek kialakítása szempontjából is érdekesek. Ezen alkalmazásoknál kritikus kérdés a fotokatalizátorok rögzítése is. Kutatómunkámban célul tűztem ki két olyan kérdéskör részletes vizsgálatát, melyek fontosak a heterogén fotokatalízis gyakorlati alkalmazhatóságánál. Nevezetesen, látható fénnyel gerjeszthető fotokatalizátorok vizsgálatát, valamint lehetséges rögzítési módszerek kidolgozását. Célom volt különböző anyagokkal módosított, látható fényre is aktív titán-dioxid alapú fotokatalizátorok előállítása, részletes jellemzése és összehasonlítása a kereskedelmi forgalomban kapható fotokatalizátorokkal. A részecskeméret és a fázisösszetétel meghatározására röntgendiffraktometriát (XRD), az adalékolt fotokatalizátorok elemtartalmának meghatározására röntgenfluoreszcens spektroszkópiát (XRF) és röntgen-fotoelektron spektroszkópiát (XPS), a fajlagos felület meghatározására nitrogén adszorpciós mérést, a fotokatalizátorok fényelnyelésének jellemzésére pedig diffúz reflexiós spektrometriát (DRS) alkalmaztam. Képeket készítettem transzmissziós elektronmikroszkóppal (TEM) a fotokatalizátor részecskék méreteloszlásának, illetve alakjának jellemzésére. A fotokatalizátorok fotoaktivitásának jellemzésére többféle hullámhosszúságú megvilágítást (UV, VIS, napfény), és többféle modellszennyezőt (fenol illetve E. coli baktérium) alkalmaztam. Célkitűzéseim között szerepelt kapcsolat keresése a fotokatalizátorok hatékonysága, illetve a keletkező reaktív gyökök között elektron spin rezonancia (ESR) mérésekkel. Szabadtéri kísérletekkel jellemeztem az egyes fotokatalizátorok hatékonyságát napfénnyel történő gerjesztés esetén és részletesen vizsgáltam az ígéretes fotokatalizátorok aktivitásának hullámhossz szerinti függését. Többféle módszert kipróbáltam a fotokatalizátorok rögzítésére, és a megfelelő tulajdonságokkal bíró (fotokatalitikusan aktív, tartós) felületeket a célnak megfelelő (esetenként saját tervezésű és építésű), áramlásos fotoreaktorokban alkalmaztam. További célom volt egy olyan nagylaboratóriumi méretű fotokatalitikusan aktív felülettel ellátott áramlásos fotoreaktor megépítése, mely alapjául szolgálhat egy olyan mobil víztisztító berendezésnek, melynek üzemeltetéséhez kizárólag napfényre van szükség.

Tétel nézet