Herstellung und Charakterisierung von nanokristallinem TiO2 für die Photokatalyse
✍ Scribed by S. Indris; R. Amade; P. Heitjans; A. Haeger; D. Hesse
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 2002
- Tongue
- German
- Weight
- 40 KB
- Volume
- 628
- Category
- Article
- ISSN
- 0372-7874
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✦ Synopsis
Titandioxidpulver, TiO 2 , wird in der heterogenen Katalyse als Photokatalysator eingesetzt [1], wobei die Aktivität mit der BET-Oberfläche steigt. Daher wurden nanokristalline Pulver durch Kugelmahlen der grobkörnigen Ausgangsmaterialien hergestellt. Es wurden die beiden Modifikationen Rutil und Anatas untersucht. Die Charakterisierung der Pulver erfolgte zunächst über Röntgenbeugung (XRD), Elektronenmikroskopie, BET-Adsorption und Lichtabsorption. Die XRD-Untersuchungen zeigen, dass sowohl bei Anatas als auch bei Rutil das Mahlen eine deutliche Reduzierung der Primärpartikelgröße zur Folge hat. Mahldauern zwischen 15 min und 4 h ergaben Teilchengrößen zwischen 1 µm und 30 nm. Bei Anatas ist zusätzlich eine teilweise Umwandlung in eine Hochdruckphase des TiO 2 beobachtbar. Die BET-Oberfläche wächst monoton mit der Mahldauer an. Messungen zur Lichtabsorption zeigen für die gemahlenen Proben eine Absorption des Lichts für Energien unterhalb der Bandlücke (ഠ 3 eV) und damit eine Sensibilisierung im Wellenlängenbereich des Sonnenlichtes, was auf eine veränderte elektronische Struktur an der Oberfläche der Kristallite hinweist. Die Proben wurden weiterhin bezüglich ihrer katalytischen Aktivität bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen untersucht. Die Quantenausbeute steigt für die nanokristallinen Pulver anfänglich, bedingt durch die vergrößerte spezifische Oberfläche, mit der Mahldauer an. Für Mahldauern größer als eine Stunde fällt die Ausbeute überraschenderweise wieder mit der Mahldauer ab. Diese Aktivitätsminderung lässt sich durch Ausheilen in Sauerstoffatmosphäre bei 200 °C rückgängig machen und damit die Quantenausbeute wieder erhöhen. Zur Aufklärung der Wirkungsweise dieses Photokatalysators wurde zusätzlich die Dunkelleitfähigkeit der Proben sowohl in reduzierender als auch in oxidierender Atmosphäre in Abhängigkeit von der Mahldauer im Temperaturbereich von 300 K bis 600 K untersucht und mit den Photoleitfähigkeiten verglichen.
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## Abstract Das vollständige Manuskript dieser Zuschrift erscheint in: __Angew. Chem. Suppl. 1983__, 898. DOI: 10.1002/ange.198308980