Prijeđite na glavni sadržaj

Kontrolirana sinteza nanočestičnog ZnO usmjerena k poboljšanoj fotokoatalitičkoj aktivnosti – primjena metoda rendgenske difrakcije i rendgenske absorpcijske spektroskopije

Glavni istraživač

Tip projekta
Znanstveno-istraživački projekti
Program
Program zajedničkog poticanja razmjene sudionika u projektima između MZO-a i DAAD-a
Financijer
Ministarstvo znanosti i obrazovanja Republike Hrvatske
Datum početka
1.12.2019.
Datum završetka
1.12.2021.
Status
Završen
Iznos financiranja
22347 HRK
Više informacija

Cinkov oksid, ZnO je od interesa za mnoge primjene kao važan materijal s izvrsnom kombinacijom optičkih, električnih i mikrostrukturnih svojstava. U posljednje vrijeme Zno je izazvao značajan svjetski istraživački interes zahvaljujući svojstvu fotokatalize. Zbog svoje netoksičnosti i visoke fotokatalitičke aktivnosti ZnO se sve više koristi za razgradnju raznih onečišćivača okoliša (1). Općenito, fotokataliza zahtijeva učinkovitu adsorpciju reaktantnih molekula/iona na površini ZnO fotokatalizatora. Budući da su adsorpcijska stanja specifičnih molekula/iona intrinzično određena površinskim atomskim strukturama ZnO, fotokatalitička izvedba snažno je povezana s elektronskom strukturom i oblikom ZnO (2). Za razvoj nanočestica ZnO kontrolirane veličine i morfologije, put sinteze je od velike važnosti. Polazni spoj cinka, postupak sinteze, kemijski sastav otapala, priroda sredstva za taloženje, pH, temperatura i vrijeme starenja, igraju važnu ulogu u razumijevanju mehanizma stvaranja nanočestica ZnO, sa središnjim naglaskom na veličinu i geometrijski oblik čestica ZnO. Konkretno, u nekoliko novijih radova Šarić i sur. izvijestili su o snažnom utjecaju načina sinteze na nastajanje nanočestica ZnO, njihovu veličinu i geometrijski oblik (3-5).

Primarni cilj predloženog istraživanja je dobiti detaljan uvid u odnos između strukturnih, mikrostrukturnih i morfoloških značajki nanočestica ZnO pripremljenih: (a) solvotermalno korištenjem [Zn(acac)2·H2O] u prisutnosti organskih aditiva (trietanolamina: MEA, DEA ili TEA) i/ili različitim sustavima otapala na 170 °C, (b) toplinskom razgradnjom [Zn(acac)2·H2O] (izravno zagrijavanje na ≥200 °C). Konačno, detaljno znanje o strukturnim značajkama dobiveno difrakcijom X-zraka praha (PXRD) na sobnoj temperaturi (RT) i mikroskopskim mjerenjima (tj. skenirajuća elektronska mikroskopija s emisijom polja, FE-SEM) poslužit će kao ulaz koji će dovesti do uspostavljanja prijelaz prema željenoj fotokatalitičkoj aktivnosti ciljanih ZnO nanočestica. Posljednji i najzahtjevniji korak bit će postignut pomoću istraživanja rendgenske apsorpcijske spektroskopije (XAS) i rendgenske fotoemisione spektroskopije (XPS) kako bi se otkrila elektronska struktura sintetiziranih nanočestica ZnO, budući da su fotokatalitičke performanse snažno povezane s elektronička struktura i oblik ZnO. To će biti usko grlo koje će dati izlazne rezultate, pomoći u sustavnoj kontroli i podešavanju koraka pripreme kako bi se isporučile nanočestice ZnO s optimalnom fotokatalitičkom izvedbom procijenjenom fotorazgradnjom otopina rodamina B (RhB), metil narančaste i metilen plave. Ciljat ćemo sljedeće istraživačke ciljeve: (i) dizajnirati ZnO nanočestice različite morfologije putem usklađenih sintetskih postupaka, (ii) identificirati ZnO nanočestice koje imaju najveću i optimalnu fotokatalitičku učinkovitost, (iii) razviti ZnO nanočestice kao funkcionalne materijale s poboljšanim funkcionalnostima kroz sinergiju razotkrivenih strukturnih, elektroničkih i fotokatalitičkih značajki.

(1) M.R. Hoffmann, Chem. Rev., 1995, 95, 69; (2) R. Boppella, et al. J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 4597; (3) A. Šarić i sur. J. Alloys Compd., 2015., 652, 9; (4) A. Šarić i sur. ChemistrySelect, 2017, 2, 10038; (5) A. Šarić i sur. J. Mol. Struct., 2019, 1178, 251.

Ova stranica koristi kolačiće. Neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva. Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

Prilagodi postavke
  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.