Sdílet
15. června 2020
Lizeth Katherine Tinoco Navarro studuje vliv syntézy sol-gelů katalyzovaných kyselinami a zásadami na tvorbu bifázických xerogelů TiO2 anataso-brookitů. Doufá, že uplatní znalosti katalýzy při fotodegradaci látek znečišťujících vodu a při výrobě vodíku. Studentka doktorského programu Pokročilé nanomateriály a nanovědy na CEITEC VUT a členka výzkumné skupiny Pokročilé keramické materiály uspěla se svým projektem také v rámci výzvy Specifický výzkum 2020 na VUT.
Katherine Tinoco z Kolumbie přišla na CEITEC VUT, aby zkoumala využití fotokatalýzy pro environmentální aplikace. Její hlavní zájem byl vždy v oblasti výroby bioenergie a biomasy. „Můj první výzkum se zaměřoval na anaerobní fermentaci pro výrobu vodíku. Poté jsem se přestěhovala do Brazílie a zaměřila se na využití místních ořechů jako potenciálního zdroje energie. Před příjezdem do České republiky jsem se vrátila do Kolumbie, kde jsem studovala antrofní vliv hlavních průmyslových odvětví na naši hlavní národní řeku Magdalenu a hledala způsoby, jak obnovit kvalitu vody v této řece, “ popisuje Katherine Tinoco.
Když se mladá vědkyně přestěhovala do České republiky, aby byla blíž ke své rodině, která už tu žila. Hledala výzkum, který jí bude blízký. A našla ho na CEITEC VUT v podobě bifázické fotokatalýzy, která má některé zajímavé environmentální aplikace. „Jednou z nich je fotodegradace organické znečišťující látky AO7 (Acid-Orange) a druhou je katalická disociace vody pro výrobu vodíku. Snažíme se zvýšit účinnost foto-redoxních reakcí, které se vyskytují na aktivních místech fotokatalyzátoru. Studiem účinků použití donorových skupin v průběhu hydrolýzy a kondenzační syntézy Ti alkoxidů na tvorbu bifázické nanostruktury a hranic můžeme dosáhnout zvýšení fotoaktivity,“ popisuje Tinoco.
V rámci svého Ph.D. a jako hlavní téma svého specifického výzkumu zkoumá účinky donorových skupin organických kyselin jako chelatačních činidel při syntéze xerogelů TiO2 a při výrobě vodíku. „S kyselinou MCAA-monokloroctovou jsem již začala pracovat v loňském roce a po konzultaci s mým školitelem profesorem Cihlářem jsme se rozhodli zahrnout také nejjednodušší aminokyselinu glycin. Glycin vypadá opravdu zajímavě, protože obsahuje aminovou skupinu, která je důležitá jako chelatační činidlo ovlivňující krystalickou orientaci katalyzátoru a pro připojení dalších organických složek. Tyto proteinogenní aminokyseliny jsou přirozeně přítomny u savců a dalších zvířat. V budoucnu by mohly být použity například pro navázání zbytkové biomasy nebo celulózy během zpracování xerogelů,” vysvětluje Tinoco.
Kromě glycinu bude její experiment zahrnovat také kyselinu latickou, monochloroctovou a dichloroctovou. „Stále je otázkou, jak se v kyselých podmínkách tvoří bifázický systém aerogelů TiO2 a xerogelů,“ říká Katherine Tinoco a dodává: „Předběžné výsledky ukazují účinky karboxylových kyselin jako zdroje různých chelatačních látek. Je prokázáno, že přítomnost kyseliny mléčné vede k nejvyššímu složení krystalové fáze brookitů v Ti02 ve srovnání s jinými syntézami komplexů sol-gel.”
Kromě vlastního výzkumu jako členka výzkumné skupiny Pokročilé keramické materiály Katherine Tinoco studovala v rámci projektu profesora Michala Veselého z Fakulty chemie také bifázický systém na fotokatalytickém článku imobilizovaném v reaktivním organokřemičitém pojivu. „Pracujeme s oxidem titaničitým, protože je velmi levný, má nízkou spotřebu energie, netoxickou povahu a dvoufázový systém poskytuje dobré fotokatalytické vlastnosti, jako je velká plocha povrchu a pórovitost, což prospívá fotoabsorpci a aktivitě při likvidaci organických znečišťujících látek. Lze jej tedy použít pro fotobuňky, “ uzavírá Tinoco.
Autor: Zuzana Pospíšilová