Wystąpienie ustne Marta Prześniak-Welenc (NEF-Pon)
W POSZUKIWANIU NOWYCH FOTOKATALIZATORÓW - NOWATORSKA DROGA SYNTEZY WANADANÓW POTASU
1 Centrum Materiałów Przyszłości, Instytut Nanotechnologii i Inżynierii Materiałowej, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Polska
2 Instytut Nanotechnologii i Inżynierii Materiałowej, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Polska
3 Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Polska
Jakość wody jest jednym z głównych wyzwań stojących przed społeczeństwem w XXI wieku. Spośród znanych metod oczyszczania ścieków, fotokataliza wydaje się być obiecującą technologią. Dlatego też stale poszukuje się nowych i wydajnych fotokatalizatorów, które będą aktywne w świetle widzialnym i/lub bliskim ultrafioletowi, biologicznie neutralne, fotostabilne i odporne na wpływ środowiska. Ostatnie badania dowodzą, że związki wanadu (np. Ag3VO4, BiVO4) wykazują obiecującą aktywność fotokatalityczną w świetle widzialnym. Ponadto, wiadomym jest, że zarówno kształt, wielkość jak i powierzchnia właściwa wpływają na te właściwości.
Wanadany potasu są jak dotąd najmniej przebadaną grupą spośród wanadanów pod względem właściwości fotokatalitycznych. Dlatego w naszych badaniach skupiliśmy się na poszukiwaniu nowej metody syntezy umożliwiającej kontrolę mikrostruktury i morfologii tych związków. Opracowaliśmy innowacyjną i przyjazną dla środowiska metodę syntezy, opartą na eksfoliacji w fazie ciekłej z jednoczesną wymianą jonową (LPE-IonEx). Metoda ta pozwala na kontrolę składu fazowego, morfologii, mikrostruktury, koncentracji jonów V4+ na powierzchni oraz szerokości przerwy energetycznej otrzymywanych materiałów poprzez odpowiedni dobór parametrów syntezy. Otrzymane wyniki wykazały, że wanadany potasu otrzymane metodą LPE-IonEx absorbują znaczną część światła w zakresie widzialnym i w czasie krótszym niż 30 minut są w stanie rozłożyć ponad 90% barwnika organicznego. Obserwowana wysoka wydajność fotokatalityczna wynika ze specyficznych właściwości strukturalnych wanadanów potasu, które są rezultatem zastosowanej metody syntezy.
Badania zostały sfinansowane przez Politechnikę Gdańską w ramach programu Argentum - „Inicjatywa doskonałości – uczelnia badawcza” (nr grantu DEC- 39/2021/IDUB/I.3.3).