Floating semiconductor photocatalysts for degradation of water pollutants

Głównym celem niniejszej pracy było przeprowadzenie syntezy fotokatalizatora pływającego do rozkładu zanieczyszczeń pochodzenia farmaceutycznego. Dodatkowo przeprowadzono charakterystykę fizykochemiczną otrzymanych materiałów. Pierwszym etapem była synteza fotokatalizatora TiO2 na drodze hydrolizy prekursora isopropylanu tytanu(IV) w obecności perlitu. TiO2 wykazuje doskonałe właściwości fotokatalityczne w bliskim promieniowaniu UV, jest nietoksyczny i tani. Perlit natomiast jest inertny biologicznie i chemicznie, oraz wykazuje zdolność utrzymywania się na powierzchni wody. Otrzymany materiał poddano kalcynacji w temperaturze 573, 773 oraz 973 K. W wyniku przeprowadzonych analiz odkryto, iż najbardziej fotoaktywnym materiałem jest fotokatalizator kalcynowany w 773 K, zawierający największą ilość anatazu w strukturze. Jest on stabilny w przypadku długotrwałego używania. Badania nad wpływem pH środowiska reakcji wykazały, iż przy wzroście tego parametru dochodzi do obniżenia fotoaktywności fotokatalizatora. Uzyskany materiał został z powodzeniem użyty do fotodegradacji modelowego zanieczyszczenia farmaceutycznego, sulfametoksazolu.Na podstawie wykonanych badań można stwierdzić, że otrzymany fotokatalizator pływający może być z powodzeniem stosowany do rozkładu zanieczyszczeń pochodzenia farmaceutycznego.

The main objective of this study was a synthesis of photocatalyst for the degradation of pharmaceutical waste. Additionally physicochemical characteristics of materials has been carried out. The first stage was the synthesis of the floating TiO2 photocatalyst by hydrolysis of titanium(IV) isopropoxide precursor in the presence of perlite. TiO2 shows excellent properties of photocatalytic under near-UV radiation, is non-toxic and inexpensive. Perlite is chemically and biologically inert, and has the ability to float on the surface of water. The resulting material has undergone calcination at 573, 773 and 973 K. As a result of the carried out analyses it was discovered that the most photoactive material is photocatalyst calcined at 773 K, containing the largest amount of the anatase in its structure. Morover it is stable in the case of prolonged use. Research on the influence of the pH of the reaction environment proved, that the increase of this parameter, reduce the photocatalyst activity. The obtained material was successfully applied for photodegradation of sulfamethoxazole. On the basis of the carried out studies, it can be concluded that the resulting floating photocatalyst can be used for the photodegradation of pharmaceutical waste.