Emanuel Gutmann

Nasschemisch synthetisierte, oxidische Nanomaterialien mit pyroelektrokatalytischen und photokatalytischen Eigenschaften für Anwendungen in der Desinfektionstechnologie

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Kurzfassung in Deutsch

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zwei verschiedene Klassen oxidischer Nanomaterialien nasschemisch synthetisiert und strukturell-morphologisch charakterisiert. Zum einen betrifft dies TiO2-, TiO2/SiO2-, Ag/TiO2- und Pd/TiO2-Sole, welche die photokatalytisch aktive Modifikation Anatas in nanokristalliner Form enthalten und über einen solvothermalen Sol-Gel-Prozess hergestellt werden konnten. Im Hinblick auf eine potentielle Anwendung in der Desinfektionstechnologie und für den Abbau organischer Umweltschadstoffe wurde die photokatalytische Aktivität von Pulvern und Beschichtungen auf Textil durch E. coli-Abtötung bzw. Modellfarbstoffabbau untersucht. Im Weiteren wurde die antimikrobielle Aktivität pyroelektrischer LiNbO3- und LiTaO3-Pulvermaterialien unter zyklischer thermischer Anregung nachgewiesen. Diese als Pyroelektrokatalyse bezeichnete Nutzung des pyroelektrischen Effektes in einem katalytischen bzw. elektrochemischen Prozess ist dabei von grundlegender Neuheit. Aufsetzend auf den physiko-chemischen Grundlagen dieses Phänomens wurde eine Hypothese des Mechanismus entwickelt und in Analogie zur Photokatalyse diskutiert.

Kurzfassung in Englisch

This thesis deals with two classes of oxidic nanomaterials that were synthesized by chemical solution routes and characterized with respect to structure and morphology. Sols of TiO2, TiO2/SiO2, Ag/TiO2 and Pd/TiO2 containing the photocatalytically active modification anatase in nanocrystalline form were prepared via a solvothermal sol-gel process. With regard to potential application in disinfection and environmental remediation technology the photocatalytic activity of powders and coatings on textile was investigated by means of E. coli decomposition and organic dye degradation. Further the antimicrobial activity of pyroelectric LiNbO3 and LiTaO3 powder materials under cyclical thermal excitation was demonstrated. In this context the application of the pyroelectric effect in a catalytic or electrochemical process – termed as pyroelectrocatalysis – is of fundamental novelty. Based on the physico-chemical principles of the phenomenon a hypothesis of the mechanism was developed and discussed in analogy with photocatalysis.

weitere Metadaten

Schlagwörter
(Deutsch)
Photokatalyse, Titandioxid, Pyroelektrischer Effekt, Lithiumniobat, antimikrobiell, Reaktive Sauerstoffspezies (ROS), elektrochemische Zelle
Schlagwörter
(Englisch)
photocatalysis, titanium dioxide, pyroelectric effect, lithium niobate, antimicrobial, reactive oxygen species (ROS), advanced oxidation process (AOP), electrochemical cell
SWD SchlagworteTitanoxide, Photokatalyse, Nanostrukturiertes Material, Pyroelektrischer Effekt, Desinfektion, Reaktive Sauerstoffspezies
DDC Klassifikation540
Institution(en) 
HochschuleTU Bergakademie Freiberg
FakultätChemie und Physik
InstitutInstitut für Experimentelle Physik
BetreuerProf. Dr. rer. nat. Dirk C. Meyer
GutachterProf. Dr. rer. nat. Dirk C. Meyer
Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Pompe
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)24.07.2012
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung29.11.2012
Veröffentlichungsdatum (online)11.01.2013
persistente URNurn:nbn:de:bsz:105-qucosa-102099

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