Dla studentów

Promotor: dr hab. Paweł Głuchowski, prof. INTiBS PAN

Dane kontaktowe:

Opis:

Praca doktorska będzie miała na celu pełne zrozumienie zależności pomiędzy strukturą kropek węglowych, ich właściwościami elektronowymi oraz efektywnością w procesach fotokatalitycznych aktywowanych światłem widzialnym. Badania rozpoczną się od kontrolowanej syntezy CDs z wykorzystaniem różnych metod, takich jak podejście hydrotermalne, mikrofalowe czy pirolityczne, co umożliwi precyzyjne sterowanie wielkością, stopniem grafityzacji oraz funkcjonalizacją powierzchni. Szczególny nacisk zostanie położony na celowany doping heteroatomami oraz tworzenie złożonych układów hybrydowych z materiałami półprzewodnikowymi, w tym TiO₂, ZnO i g-C₃N₄, co pozwoli na modulację struktury pasmowej i właściwości redoks.

Kluczowym elementem doktoratu będzie zaawansowana charakterystyka fizykochemiczna, obejmująca zarówno techniki strukturalne, jak i spektroskopowe oraz elektrochemiczne. Analiza poziomów energetycznych, dynamiki rekombinacji nośników ładunku oraz obecności stanów pułapkowych pozwoli na ilościowe powiązanie struktury materiału z jego właściwościami optoelektronicznymi. Istotnym aspektem będzie również identyfikacja mechanizmów odpowiedzialnych za poprawę aktywności fotokatalitycznej, takich jak rozszerzenie aktywności katalizatora przy wzbudzeniu światłem widzialnym, transfer ładunku czy udział reaktywnych form tlenu.

Badania aplikacyjne obejmą zarówno degradację zanieczyszczeń organicznych, jak i bardziej zaawansowane procesy, takie jak fotokatalityczna produkcja wodoru czy redukcja CO₂. Całość pracy będzie zmierzać do opracowania ogólnych zasad projektowania materiałów opartych na kropkach węglowych, które umożliwiają kontrolowane przesunięcie absorpcji do zakresu widzialnego oraz maksymalizację wydajności procesów fotokatalitycznych.