Nové tandemové metody úpravy vody pomocí elektrochemické oxidace a fotokatalýzy pro degradaci mikropolutantů

Abstract

Tato diplomová práce představuje výsledky, které mohou sloužit jako základ pro vývoj nové tandemové metody čištění odpadních vod, založené na kombinaci elektrochemické oxidace a fotokatalýzy. Tento přístup spadá do kategorie pokročilých oxidačních procesů určených k degradaci organických mikropolutantů. Práce se zaměřuje na rozklad modelové sloučeniny, methylenové modři, pomocí dvou separátních degradačních mechanismů: elektrochemické oxidace a fotokatalytické produkce reaktivních forem kyslíku za využití organických bio-fotokatalyzátorů. V práci jsou využívány materiály jako grafitová tuha sloužící jako pracovní elektroda a nově syntetizovaný flavinový derivát A-Na-TEG jako bio-fotokatalyzátor. Tyto materiály představují ekonomicky výhodné a environmentálně udržitelné řešení pro čištění odpadních vod. Výsledky prokázaly účinnou degradaci methylenové modři jak elektrolytickým procesem, tak prostřednictvím reaktivních forem kyslíku generovaných fotokatalyzátorem. Kombinace obou přístupů naznačuje potenciál pro efektivní implementaci tandemové metody čištění.

This master’s thesis presents results that could serve as a foundation for the development of a new tandem method for wastewater treatment, based on the combination of electrochemical oxidation and photocatalysis. This approach falls under the category of advanced oxidation processes aimed at the degradation of organic micropollutants. The study focuses on the breakdown of a model compound, methylene blue, using two separate degradation mechanisms: electrochemical oxidation and the photocatalytic generation of reactive oxygen species using organic bio-photocatalysts. Materials such as graphite pencils as working electrodes and a newly synthesized flavin derivative, A-Na-TEG, as the bio-photocatalyst were employed. These materials offer an economically viable and environmentally sustainable solution for wastewater treatment. The results demonstrated successful degradation of methylene blue through both electrolysis and reactive oxygen species generated by the photocatalyst. The effective integration of both approaches shows strong potential for the implementation of a tandem treatment method.