Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Fotokatalysatoren zoals zinkoxide zijn in staat om milieuverontreinigende stoffen af te breken na absorptie van voldoende energetisch licht. Een belangrijke beperking van dit fotokatalyse proces is de recombinatie van gegenereerde elektronen en gaten, wat resulteert in een verlies van fotokatalytische activiteit. Deze recombinatie wordt in dit onderzoek grotendeels voorkomen door afzetting van zilver nanopartikels op zinkoxide kristallen. De gegenereerde elektronen worden als het ware 'gevangen' in de zilver nanostructuren waardoor een verhoogde fotokatalytische activiteit wordt waargenomen. In een eerste fase worden twee reeds gepubliceerde procedures voor het genereren van ZnO microkristallen onder de loep genomen en verder verfijnd door verschillende parameters aan te passen. Op deze manier zijn drie zinkoxide microkristallen met een geschikte structuur voor dit onderzoek gesynthetiseerd: ZnO microrods [800 nm x 3,6 µm], ZnO microrods [1,5 µm x 2 µm] en ZnO staven [1 µm x 10 µm]. Deze ZnO kristallen verschillen in lengte, diameter en aanwezige kristalvlakken en hun structuur is uitvoerig door de scanning elektronenmicroscoop bestudeerd. Als vervolg worden zilver nanostructuren door middel van fotokatalytische reductie op de ZnO kristallen afgezet. Aan de hand van een fluorogene reactie wordt de fotokatalytische activiteit van de gesynthetiseerde halfgeleiders op bulk niveau bestudeerd. De reactie bestaat uit de fotoreductie van resazurine naar het fluorescente resorufine. Aan de hand van veranderingen in absorptie-eigenschappen en emissie-intensiteit van een resazurine oplossing in aanwezigheid van de katalysator, kan de efficiëntie van de fotokatalyse worden opgevolgd. Na afzetting van zilver nanostructuren op de zinkoxide kristallen wordt een meer efficiënte fotokatalysator verkregen gezien een twee- tot driemaal snellere katalytische omzetting kan worden waargenomen. In een laatste fase wordt de verhoogde fotokatalytische activiteit op 'single molecule' niveau onderzocht. Met een state-of-the-art geïntegreerde licht- en elektronenmicroscoop, worden de fotokatalytische omzettingen gecorreleerd met de oppervlakte-eigenschappen van de ZnO-zilver halfgeleiders. Zowel de 'in situ' zilverafzetting als de katalyse van de fluorogene reactie worden bij de drie gesynthetiseerde ZnO microkristallen geanalyseerd. Op het oppervlak van de ZnO microrods [800 nm x 3,6 µm] en ZnO staven [1 µm x 10 µm] worden dendriet- en plaatvormige zilverstructuren gevormd. Uit de overlap van de fotokatalytische activiteitsmappen met de structurele informatie via SEM blijkt dat de meeste activiteit wel degelijk op deze zilverstructuren is gelokaliseerd.