Fotokatalitske reakcije na površini TiO2 vključujejo ne samo foto-iniacirane vrzeli in elektrone, ampak tudi oksidativno ali reduktivno generirane reaktivne kisikove spojine (RKS), kot so .OH, O2-. in H2O2 celo v odsotnosti specifičnega obsevanja z UV-svetlobo. Njihovo delovanje še ni povsem razjasnjeno. Ko se RKS adsorbirajo s površine TiO2 in difundirajo v plinske ali vodne faze, njihova toksičnost postane vprašljiva. RKS proizveden v presežku lahko povzroči oksidativen stres ali lahko deluje negativno na molekulske imunskega sistema. Primer toksičnega učinka je delovanje TiO2 v prahu v prisotnosti sončnega sevanja, ki ga najdemo v sončnih kremah. Da bi omejili prehod RKS s površine TiO2 v plinsko fazo, v tem prispevku predstavljamo nove antioksidativno modificirane TiO2-MWCNT nanokomposite, ki imajo sposobnost zadržanja RKS spojin. Tako smo TiO2-MWCNT površinsko funkcionalizirali s galično kislino in pri tem uporabili encim lakazo kot katalizator. Strukturne lastnosti in uspešnost funkcionalizacije smo analizirali s pomočjo XRD, infrardeče in UV-Vis difuzno odbojne spektroskopije. Za določanje antioksidativne aktivnosti smo uporabili 2,2 azino-bis (3-etilbenzotioazoline-6-sul-fonično kislino), medtem, ko smo za določitev fotokatalitične aktivnosti uporabili metilen modro barvilo v vodni raztopini enkrat ob prisotnosti UV in drugič vidne svetlobe.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 18806294Titanijev dioksid (TiO2) je zaradi svoje visoke fotokatalitične aktivnosti, netoksičnosti, cenenosti in fotokemične stabilnosti eden izmed najbolj raziskanimi fotokatalizatorji. Njegovo praktično uporabo močno omejuje nizki kvantni izkoristek, ki je posledica hitre rekombinacije foto generiranih verzel-elektronskih parov in omejen odziv na vidni del svetlobe. Po drugi strani pa večslojne karbonske nanocevke (MWCN) predstavljajo ustrezno predlogo za izboljšanje fotokatalitične aktivnosti materialov. Kombinacija TiO2 in MWCNT omogoča potencialno povečanje aktivnih mest, pri čemer posledično povečamo fotokatalitično aktivnost. V tej študiji smo se osredotočili na sono-kemično metodo, v kombinaciji s procesom kalciniranja za pripravo TiO2-karbonskih nanocevk z različnimi molskimi razmerji med titanijem in ogljikom. Sintetizirane TiO2-karbonske nanocevke imajo ogromno površino, ki je vzrok za visoko aglomeracijo nanodelcev. Za zmanjšanje aglomeracije smo sintetizirane TiO2-karbonske nanocevke naknadno funkcionalizirali z na mestu encimsko sintetiziranimi topnimi aromatskimi polimeri. Encimski postopek temelji na neposrednem napadu sp2 ogljikovega atoma na površini MWCNT preko prostih radikalov, kar omogoča določeno kontrolo funkcionalizacije brez uničenja originalne MWCNT strukture. Kontrolne MWCNT in funkcionalizirane TiO2-karbonske nanocevke smo okarakterizirali z vrsto različnih analiznih metod, vključno z Raman, ultravijolično-vidno (UV-vis) in X-Ray fotoelektronsko (XPS) spektroskopijo, vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM) in termo-gravimetrično kot tudi z diferencialno analizno kalorimetrijo (TGA-DSC). Fotokatalitsko aktivnost smo ovrednotili z razgradnjo metilen modrega barvila v raztopini ob prisotnosti sevanja UV in vidnega dela svetlobe. Rezultati potrjujejo uspešno kovalentno vezavo topnih aromatskih polimerov na površino MWCNT in tako zmanjšanje njihove agregacije.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 18545430Združitev multi-slojnih ogljikovih nanocevk (MWCNT) s TiO2 na nano nivoju omogoča uspešno ločitev elektronov od nastalih vrzeli pri UV in vidni osvetlitvi. V tej študiji smo raziskali hitro sono-kemijsko sintezo v kombinaciji s kalciniranjem za pripravo TiO2-MWCNT kompozitov z različnim molskim razmerjem med titanijem in ogljikom. Za dosego stabilnih nano-disperzij smo izkoristili inovativen biotehnološki pristop, ki temelji na kovalentni funkcionalizaciji TiO2-MWCNT z in-situ sintetiziranimi topnimi fenoksiazin molekulami barvila. Novo sintetizirani TiO2-MWCNT kompoziti kažejo na dobro hkratno sposobnost adsorpcije barvil, povečanje oz. razširitev foto-inducirane aktivnosti v vidni del svetlobe in izboljšanje ločevanja elektronov od nastalih vrzeli. Z rezultati smo potrdili kovalentno vezavo fenoksiazin barvila in amino-benzosulfonske kisline na površino TiO2-MWCNT kompozitov, in s tem dosegli odlično disperzibilnost nano-kompozitov v vodi in povečano absorpcijo vidnega dela svetlobe ter povečano fotokatalitično aktivnost.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 18791702V prispevku smo predstavili razvoj in optimizacijo funkcionalizacije TiO2 hibridov, ki temelji na združenem pristopu obeh, oblikovanja TiO2 nanodelcev in raziskovanja TiO2-površinskih interakcij z organskimi fenolnimi kislinami. Z novimi dognanji o lastnostih, modifikaciji in permanentnem nanosu anorganskih nano delcev kot so TiO2 in njegovi hibridi z različnimi organskimi fenolnimi spojinami, smo prispevali k obogatitvi temeljnega znanja (korelacija med reaktivnostjo, strukturo in površinskimi lastnostmi) kakor tudi uporabnega znanja (uvajanje novih stabilnih struktur in preskusnih metod ter razvoj novih tehnologij) s tega področja; ter k razvoju novih nano materialov z multifunkcionalnimi lastnostmi.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 17828630