Photocatalytic reactions involving hydrogen peroxide.

Photocatalytic properties of TiO2 depends on its morphology, physicochemical properties, specific surface, size, shape of crystals and on exposure of certain crystal facets. Because the overall activity is dependent on the surface ratio in recent years the interest in shape controlled synthesis of titanium dioxide has risen.The main goal of this work was to synthesize and characterize the anatase materials with specific shape and specific facets exposed. The photocatalytic activity of the obtained materials was investigated in terms of hydroxyl radical production both in presence and in the absence of hydrogen peroxide.Several kinds of TiO2 materials with different shapes: ellipsoids, rods, cubes, cuboids, and sheet-like, were synthesized. All materials were measured by XRD, to characterize the resulting polymorph. Some semiconductors were observed using a SEM to examine the shape of the obtained photocatalysts. Band gap for all obtained materials was determined using Tauc method. For every synthesized particles, hydroxyl radicals yield was checked. The influence of hydrogen peroxide on the OH radicals generation rate was also investigated.

Właściwości fotokatalityczne TiO2 zależą od jego morfologii, właściwości fizykochemicznych powierzchni, wielkości i kształtu kryształów oraz od udziału poszczególnych ścian w całkowitej powierzchni kryształu. Z powodu zależności wydajności procesów fotokatalitycznych od udziału konkretnych powierzchni kryształu w ostatnich latach wzrosło zainteresowanie syntezą nanomateriałów o rozmaitych kształtach.Celem pracy była synteza i charakterystyka materiałów TiO2 o strukturze anatazu, o określonych kształtach kryształów i ściśle określonych ekspozycjach płaszczyzn krystalograficznych, które umożliwiłyby porównanie wydajności generowania rodników hydroksylowych na różnych płaszczyznach krystalograficznych w obecności lub pod nieobecność nadtlenku wodoru.Zsyntezowano kilka rodzajów materiałów o różnych kształtach: elipsoid, prętów, prostopadłościanów, sześcianów oraz płytek. Dla każdego materiału wykonano pomiary XRD aby scharakteryzować uzyskaną odmianę polimorficzną TiO2. Wybrane półprzewodniki obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego w celu zbadania kształtu uzyskanych fotokatalizatorów. Dla każdego zsyntezowanego materiału wyznaczono, metodą Tauca, szerokość przerwy wzbronionej. Dla wszystkich zsyntezowanych kształtów cząstek zbadano wydajność generowania rodników hydroksylowych. Zbadano również dodatek nadtlenku wodoru na wydajność generowania rodników OH•.