Bachelor's Thesis

Degradation of organic pollutants using photocatalytic coatings prepared by "direct ink writing technique"

Final Thesis 5.22 MB

Author of thesis: Jana Winiarská

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Marcela Králová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jana Pekárková, Ph.D.

Abstract:

This Bachelor thesis deals with the preparation of photoanodes using technique direct ink writing. Titanium dioxide was used as a photocatalyst and TTIP was used as a binder. Formulation was prepared using the brick and mortar approach. Thin films were printed using technique direct ink writing and then they were calcinated at 450 °C. Film thickness was determined using profilometry and their structure was defined using scanning electron microscope. Electrochemical properties were studied for chosen samples. Photocatalytic reduction rate of resazurin was measured for the same sample with varying additions of 10% glycerol.

Keywords:

Photocatalysis, titanium dioxide, direct ink writing, thin films, photoanode

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace student-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla velmi dobrý výtah výsledků své bakalářské práce, zodpověděla dotazy oponentské i členů komise, reagovala na připomínky k bakalářské práci. V diskusi tak studentka prokázala velmi dobrou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky bakalářské práce. Komise, s uvážením hodnocení v posudku a vyjádření vedoucí/ho, zhodnotila její bakalářskou práci celkově jako velmi dobrou. Klučáková: Jaká byla motivace pro volbu pojiva typu SiBi“? Jaký je jeho význam pro vaši studii? Vala: Jaký vliv má materiál katody? Jak si vysvětlujete posun polarizačních křivek?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Chemistry and Chemical Technologies (BPCP_CHCHTE)

Composition of Committee

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Vojtěch Enev, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Martin Vala, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Marcela Králová, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá přípravou a charakterizací fotokatalytických vrstev na bázi oxidu titaničitého připravených metodou direct ink writing a jejich využitím při degradaci modelových organických polutantů.
Studentka v teoretické části zpracovala literární rešerši zaměřenou na problematiku fotokatalýzy, vlastnosti oxidu titaničitého, metody přípravy a nanášení tenkých vrstev a současný stav poznání v oblasti přípravy fotoaktivních struktur. Prokázala schopnost samostatně vyhledávat a kriticky zpracovávat odbornou literaturu.
V experimentální části Jana připravila několik tiskových formulací obsahujících oxid titaničitý a různá pojiva, optimalizovala podmínky tisku a připravila soubor fotoanod metodou direct ink writing. Připravené vrstvy byly charakterizovány pomocí profilometrie, rastrovací elektronové mikroskopie a fotoelektrochemických metod. Součástí práce bylo rovněž studium fotokatalytické aktivity vrstev prostřednictvím redukce resazurinu. Výsledky jsou zpracovány přehledně, doplněny vhodnými grafy a tabulkami a jejich prezentace odpovídá požadavkům kladeným na bakalářskou práci.
Při interpretaci dosažených výsledků studentka prokázala dobrou orientaci v řešené problematice. V některých částech by bylo možné diskusi dále rozšířit a podrobněji porovnat získané výsledky s publikovanými daty a i závěrečná část práce mohla více zdůraznit význam dosažených poznatků a jejich možné využití v dalším výzkumu.
Během řešení práce studentka pravidelně využívala konzultací, výsledky a další postup práce vždy diskutovala. K řešení zadaných úkolů přistupovala samostatně, svědomitě a se zájmem o danou problematiku. Na zpracování své bakalářské práce si Jana dala záležet, a i když se zde objevily menší problémy, většina byla po následných konzultacích odstraněna.
Předložená práce splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci, a proto ji hodnotím „výborně“ doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace B
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání B
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jana Pekárková, Ph.D.

Předložená bakalářská práce studentky Jany Winiarské se zabývá přípravou fotokatalytických vrstev oxidu titaničitého metodou Direct Ink Writing a studiem jejich vlastností při degradaci organických polutantů. Téma práce je aktuální a odpovídá současným trendům v oblasti fotokatalýzy a aditivních technologií. Studentka navrhla tiskové formulace, připravila vrstvy TiO2, fyzikálně-chemickou charakterizaci včetně ověření fotokatalytické aktivity na modelovém organickém polutantu resazurinu. Rozsah experimentální části považuji za odpovídající požadavkům bakalářské práce.
Práce však vykazuje řadu nedostatků. Literární rešerše je poměrně stručná a kapitola věnovaná současnému stavu problematiky zahrnuje pouze omezený počet publikovaných prací. V kapitole Výsledky a diskuze převažuje popis dosažených výsledků nad jejich hlubší interpretací a porovnání s literárními údaji je spíše omezené. Za nedostatek považuji také skutečnost, že formulace obsahující organokřemičité pojivo SiBi byla po prvotních experimentech vyřazena z dalšího studia bez podrobnější diskuze možných příčin absence pozorované fotokatalytické aktivity.
Významnou slabinou práce je její formální a jazyková úroveň. V textu se opakovaně objevují hovorové formulace nevhodné pro odborný text, například „tyhle látky“, „tenhle polovodič“ nebo „tahle metoda“. Dále není důsledně dodržována odborná terminologie. Například v teoretické části autorka používá označení „řádkovací elektronová mikroskopie“, zatímco v experimentální části „rastrovací elektronový mikroskop“, přestože se jedná o stejnou analytickou metodu. V práci jsou rovněž nejednotně používány pojmy „tloušťka vrstvy“ a „výška vrstvy“, aniž by byl mezi nimi vysvětlen vztah. Nekonzistentně jsou používány také některé odborné pojmy a zkratky. Práce obsahuje rovněž větší množství stylistických a gramatických nepřesností, které snižují její celkovou úroveň. Za nedostatek považuji rovněž absenci podrobnějšího vyhodnocení reprodukovatelnosti některých měření a statistického zpracování získaných dat.
Práci hodnotím stupněm DOBŘE / C.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání B
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků C
Interpretace výsledků, jejich diskuse D
Využití literatury a její citace C
Úroveň jazykového zpracování D
Formální úroveň práce – celkový dojem C
Závěry práce a jejich formulace C
Topics for thesis defence:
  1. 1. Formulace obsahující organokřemičité pojivo SiBi nevykazovala fotokatalytické vlastnosti a nebyla dále studována. Jaké možné příčiny tohoto jevu Vás napadají?
  2. 2. Jaký vliv má tloušťka vrstvy TiO₂ na její fotoelektrochemické vlastnosti a fotokatalytickou aktivitu?
  3. 3. Jakou roli hraje glycerol při redukci resazurinu a proč se s jeho koncentrací mění rychlost reakce?
  4. 4. Jaké hlavní výhody a omezení má metoda Direct Ink Writing ve srovnání s inkjet tiskem při přípravě fotokatalytických vrstev?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová