Graphitic carbon nitride with controlled specific surface area
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27360%2F24%3A10255461" target="_blank" >RIV/61989100:27360/24:10255461 - isvavai.cz</a>
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Grafitický nitrid uhlíku s řízenou hodnotou specifického povrchu
Original language description
Předložený výsledek představuje řešení přípravy grafitického nitridu uhlíku (g-C3N4) s vysokým specifickým povrchem pomocí jeho tepelné exfoliace. Tento proces zahrnuje tepelnou exfoliaci g-C3N4 při různých teplotách s různě dlouhou dobou výdrže, což umožňuje přesnou kontrolu nad konečnými vlastnostmi materiálu, zejména jeho specifickým povrchem. Nejprve se objemový g-C3N4 připraví obvyklým způsobem, často pyrolýzou prekurzorů bohatých na dusík, jako je melamin. Tento výchozí materiál má obvykle omezený specifický povrch kvůli své kompaktní struktuře. Tepelná exfoliace pak zahrnuje vystavení tohoto materiálu vysokým teplotám po různou dobu na vzduchu, které vede k expanzi vrstevnaté struktury, což následně zvyšuje specifický povrch. Doba výdrže při dané teplotě je klíčovým parametrem, který ovlivňuje výsledek exfoliace. Výsledkem tohoto procesu je grafitický nitrid uhlíku s vysokým specifickým povrchem, což z něj činí atraktivní materiál pro širokou škálu aplikací, včetně katalýzy, senzorů a elektrochemických zařízení. Novost řešení spočívá v jednoduchosti, časové nenáročnosti přípravy a možnosti řízení hodnoty specifického povrchu takto připravených tepelně exfoliovaných g-C3N4.
Czech name
Grafitický nitrid uhlíku s řízenou hodnotou specifického povrchu
Czech description
Předložený výsledek představuje řešení přípravy grafitického nitridu uhlíku (g-C3N4) s vysokým specifickým povrchem pomocí jeho tepelné exfoliace. Tento proces zahrnuje tepelnou exfoliaci g-C3N4 při různých teplotách s různě dlouhou dobou výdrže, což umožňuje přesnou kontrolu nad konečnými vlastnostmi materiálu, zejména jeho specifickým povrchem. Nejprve se objemový g-C3N4 připraví obvyklým způsobem, často pyrolýzou prekurzorů bohatých na dusík, jako je melamin. Tento výchozí materiál má obvykle omezený specifický povrch kvůli své kompaktní struktuře. Tepelná exfoliace pak zahrnuje vystavení tohoto materiálu vysokým teplotám po různou dobu na vzduchu, které vede k expanzi vrstevnaté struktury, což následně zvyšuje specifický povrch. Doba výdrže při dané teplotě je klíčovým parametrem, který ovlivňuje výsledek exfoliace. Výsledkem tohoto procesu je grafitický nitrid uhlíku s vysokým specifickým povrchem, což z něj činí atraktivní materiál pro širokou škálu aplikací, včetně katalýzy, senzorů a elektrochemických zařízení. Novost řešení spočívá v jednoduchosti, časové nenáročnosti přípravy a možnosti řízení hodnoty specifického povrchu takto připravených tepelně exfoliovaných g-C3N4.
Classification
Type
G<sub>funk</sub> - Functional sample
CEP classification
—
OECD FORD branch
21001 - Nano-materials (production and properties)
Result continuities
Project
<a href="/en/project/EH22_008%2F0004631" target="_blank" >EH22_008/0004631: Materials and technologies for sustainable development</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2024
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Internal product ID
030 /03-09-2024_F
Numerical identification
030 /03-09-2024_F
Technical parameters
Objemový g-C3N4 byl připraven zahříváním 10 g melaminu při teplotě 550 °C po dobu 4 h, s rychlostí ohřevu 3 °C min-1 v keramickém kelímku s víčkem (průměr 5 cm, 30 ml). Kelímek byl ihned po ukončení ohřevu vytažen z pece a ochlazen na pokojovou teplotu a poté rozemlet v achátové třecí misce na jemný prášek. Tepelná exfoliace g-C3N4 byla provedena zahřátím 0,25 g objemového g-C3N4 rozprostřeného v tenké vrstvě na keramické misce (průměr 8 cm, 50 ml) při různých teplotách a době výdrže na těchto teplotách. Keramická miska byla ihned po uplynutí doby ohřevu vytažena z pece a ochlazena na pokojovou teplotu. Celkem bylo připraveno 10 variant tepelně exfoliovaných g-C3N4. Varianty jsou obecně označeny X-Y. Kdy X značí teplotu exfoliace ve stupních celsia a Y značí dobu výdrže na této teplotě v minutách.
Economical parameters
Možné aplikace tohoto materiálu vyžadují jak velkoobjemovou výrobu, například průmysl stavebních a nátěrových hmot, tak nízkoobjemovou například v případě přípravy elektrochemických senzorů. Firma Nanografi Nano Technology nabízí 1000 g materiálu g-C3N4 o velikosti specifického povrchu do 50 m2g-1 za částku 413 EUR (462 USD), známa firma ACS Materials nabízí 5g tohoto materiálu za 834 USD (firma neudává velikost specifického povrchu), další známá firma Fisher Scientific nabízí 200g tohoto materiálu za 207 USD. Pomineme-li velmi vysokou cenu tohoto materiálu udávanou firmou ACS materials, dostaneme se na průměrnou částku okolo 700 USD za 1000g. Nově navržená metoda přípravy exfoliovaného g-C3N4 značně rozšiřuje variabilitu jeho využití vzhledem k možností řídit velikost jeho specifického povrchu a to až na hodnoty převyšující 300 m2g-1, tímto jsou rovněž rozšířeny aplikační možnosti tohoto materiálu.
Application category by cost
—
Owner IČO
—
Owner name
VŠB-TU Ostrava,FMT,Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů, 651
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence
Licence fee requirement
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Web page
—