Fotoreaktor – MAT-lab-1
Kierownik projektu dr inż. Piotr Bujak
Okres realizacji: 01.01.2023 – 30.12.2026
Przyznana kwota: 140 000 zł
Streszczenie: W ostatnich latach obserwujemy intensywny rozwój prac w zakresie fotokatalizy, czyli procesu konwersji światła na energię chemiczną. Podobnie jak w przypadku procesu konwersji światła na prąd elektryczny, czyli popularnej fotowoltaiki, prace w zakresie fotokatalizy dotyczą bezpośrednio chemii materiałów łącząc wiele zagadnień związanych z chemią nieorganiczną, organiczną i fizyczną. Wykorzystanie światła widzialnego, najczęściej z zakresu światła niebieskiego i zielonego wobec odpowiednio dobranego fotokatalizatora, pozwala na radykalne obniżenie temperatury reakcji przy uzyskaniu wysokiej selektywności pożądanego produktu. Większość obecnie stosowanych i testowanych fotokatalizatorów to związki kompleksowe najczęściej drogich pierwiastków takich jak rod, ren i iryd. Dlatego cały czas poszukuje się nowych układów fotokatalicznych opartych na znacznie tańszych pierwiastkach. Jednym z rozwiązań tego problemu jest wykorzystanie nanomateriałów półprzewodnikowych, charakteryzujących się odpowiednimi właściwościami optycznymi. Dla koloidalnych nanokryształów nieorganicznych półprzewodników możliwa jest kontrola absorpcji i emisji światła praktycznie w całym zakresie światła widzialnego, poprzez zmianę rozmiaru lub składu nanostruktury. W ostatnich latach pojawiły się pierwsze prace dotyczące możliwości wykorzystania koloidalnych nanokryształów nieorganicznych półprzewodników jako fotokatalizatorów w takich reakcjach jak utlenianie, redukcja, sprzęganie i cykloaddycja. W ramach prowadzonych przez nas badań wstępnych, udowodniliśmy potencjał katalitycznych koloidalnych nanokryształów stopowych AgInS2-ZnS w reakcji redukcji aromatycznych aldehydów. W odróżnieniu do innych fotokatalizatorów nasze układy nie zawierają drogich i toksycznych pierwiastków. Do prac prowadzonych w tym zakresie zbudowaliśmy układ reakcyjny złożony z lampy LED (525 nm) i mieszadła magnetycznego. Zakup uniwersalnego fotoreaktora (PHOTOCUBE) pozwoli na poszerzenie zakresu prowadzonych badań. Tego typu fotoreaktor pozwala na prowadzenie reakcji w naczyniu z mieszaniem lub w układzie przepływowym. Możliwa jest również praca przy różnej długości fali światła w zakresie od niebieskiego do czerwonego. Ponadto zastosowanie tego urządzenia zapewni właściwy standard pracy i podniesie wiarygodność prowadzonych badań. W ramach wykorzystania fotoreaktora planujemy przeprowadzić szereg reakcji, gdzie przetestujemy koloidalne nanokryształy różnych nieorganicznych półprzewodników między innymi w reakcjach redukcji i sprzęgania C-C.
