Strukturní modifikace DPZ fotokatalyzátoru umožňující jeho imobilizaci

Abstract

Fotokatalyzátory hrají důležitou roli v moderní syntetické chemii. Dosažení jejich zvýšené stability, účinnosti, lepší manipulovatelnosti a možnosti opakovaného použití umožňuje proces tzv. imobilizace, která vede k tvorbě heterogenního, fotokatalyticky aktivního materiálu. Tyto materiály jsou pak atraktivní zejména z pohledu jejich potenciální průmyslové aplikace v moderních katalytických technologiích. Imobilizace tak otevírá nové perspektivní cesty v oblasti fotokatalýzy a přispívá tak k rozvoji ekologicky udržitelných a efektivních technologických procesů. Nový, již komercializovaný fotokatalyzátor na bázi dikyanpyrazinu (DPZ) byl v nedávné době vyvinut pracovní skupinou prof. Bureše na ÚOChT. DPZ se řadí mezi čistě organické fotokatalyzátory, disponuje širokým absorpčním pásem v UV i viditelné oblasti spektra, vykazuje vysokou fotostabilitu a zachovává si svou účinnost i při dlouhodobém vystavení světelnému záření. Jeho vysoká katalytická aktivita již byla ověřena v řadě fotochemických transformací. Vhodná strukturní modifikace DPZ umožňující jeho následnou imobilizaci je aktuálním směrem dalšího vývoje tohoto fotokatalyzátoru. V rámci této bakalářské práce byl tak navržen a syntetizován DPZ fotokatalyzátor 1 dekorovaný dvěma styrenovými větvemi. Přítomné terminální vinylové vazby jsou tak přístupné pro následnou imobilizaci na polymerních nosičích. Fotokatalyzátor 1 byl připraven ve třech reakčních krocích vycházejících z komerčně dostupných sloučenin. Jeho struktura a čistota byla ověřena dostupnými analytickými technikami. Fotokatalyzátor 1 byl dále charakterizován z pohledu jeho termických, elektrochemických a optických vlastnosti, které byly systematicky porovnány s komerčním DPZ katalyzátorem. Rovněž byla otestována jeho fotokatalytická aktivita ve vybrané modelové fotoredoxní reakci.