Periphere fluorierte Phthalocyanine zur Photokatalyse<\/p>\n
Aufgrund der steigenden Bev\u00c3\u00b6lkerungszahl und der zunehmenden Industrialisierung ist die Schadstoffbelastung der Luft vor allem in urbanen Gebieten der Schwellen- und Entwicklungsl\u00c3\u00a4nder ein enormes Problem, dessen Behebung f\u00c3\u00bcr Wirtschaft, Politik und Wissenschaft eine gro\u00c3\u0178e Herausforderung darstellt. Langfristig kann eine Verminderung des Schadstoffaussto\u00c3\u0178es eine Verbesserung der Luftqualit\u00c3\u00a4t bewirken. Um jedoch die Belastung kurzfristig effektiv zu verringern, m\u00c3\u00bcssen umweltfreundliche, wirksame Methoden des Schadstoffabbaus gefunden werden. Die Oberfl\u00c3\u00a4chenbeschichtung von Stra\u00c3\u0178en oder Bauwerken mit schadstoffabbauenden Reagenzien stellt eine schnell greifende M\u00c3\u00b6glichkeit daf\u00c3\u00bcr dar. Als viel verwendeter, photokatalytisch aktiver Baustoff hat sich Titandioxid (TiO2) etabliert, der nach Anregung mit UV-Strahlung in Gegenwart von Luft und Wasser durch Reduktions- und Oxidationsprozesse Hydroxylradikale (\u00e2\u20ac\u00a2OH) sowie Superoxidradikalanionen (\u00e2\u20ac\u00a2O2?) erzeugt, die organische und anorganische Substanzen oxidativ abbauen. Da TiO2 aufgrund der relativ gro\u00c3\u0178en Bandlu\u00c2\u00a8cke elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Bereich zur Anregung ben\u00c3\u00b6tigt, kann lediglich ein geringer Teil des solaren Spektrums genutzt werden. Somit ist eine effektive photokatalytische Luftreinigung in lichtschwachen Bereichen wie Schattenseiten oder Innenr\u00c3\u00a4umen nicht zufriedenstellend gew\u00c3\u00a4hrleistet. Dabei ist auch hier enormes Anwendungspotential vorhanden (geruchsbelastete R\u00c3\u00a4ume wie Raucherzimmer, Lebensmittel-verarbeitende Industrie, Sterilr\u00c3\u00a4ume etc.).
Diesem Problem m\u00c3\u00b6chte ich mich im Rahmen meiner Doktorarbeit annehmen. Dazu m\u00c3\u00b6chte ich photokatalytisch aktive TiO2\u00c2\u00a0-Nanopartikel mit Farbstoffen (Porphyrazinen), sogenannten Photosensibilisatoren, verankern, die durch energiearmes, sichtbares Licht oxidativ wirkenden Singulett-Sauerstoff (1O2) generieren. Damit wird zus\u00c3\u00a4tzlich zu den radikalischen Sauerstoffspezies ein weiteres aktives Agens geschaffen. Porphyrazine sind als Photosensibilisatoren gut geeignet, da sie eine starke Absorption im langwelligen, energie\u00c3\u00a4rmeren Spektralbereich (ca. 700 nm) besitzen und bez\u00c3\u00bcglich ihrer Eigenschaften durch chemische Modifikationen am Grundgeru\u00c2\u00a8st und in der Peripherie sowie durch die Art des komplexierten Metallions gezielt variiert werden k\u00c3\u00b6nnen.
Ein Nachteil ergibt sich jedoch dadurch, dass die Farbstoffe durch die gebildeten reaktiven Sauerstoffagenzien selbst oxidativen Abbauprozessen unterliegen. Um die Porphyrazin\/TiO2-Hybride f\u00c3\u00bcr die Schwachlicht-Photokatalyse effektiv nutzbar zu machen, sollen daher Porphyrazine\u00c2\u00a0synthetisiert werden, die\u00c2\u00a0einen hohen Fluorierungsgrad besitzen. Dadurch sollen sich die Chromophore durch ein erh\u00c3\u00b6htes\u00c2\u00a0Oxidationspotential und eine\u00c2\u00a0verst\u00c3\u00a4rkte\u00c2\u00a0Resistenz gegen\u00c3\u00bcber oxidativen Agentien auszeichnen. Des Weiteren sollen die Farbstoffe zur kovalenten Anbindung an die oxidischen Nanopartikel mit einer chemisch fixierenden Ankergruppe versehen werden, die so ausgestattet ist, dass Farbstoff und Partikel elektronisch separiert sind, um die photokatalytischen Eigenschaften des Farbstoffs nicht zu beeintr\u00c3\u00a4chtigen. Die Porphyrazin\/TiO2-Hybride sollen nach ihrer Herstellung hinsichtlich ihrer Stabilit\u00c3\u00a4t,\u00c2\u00a0ihrer photokatalytischen Aktivit\u00c3\u00a4t und ihrer\u00c2\u00a0Schadstoff-abbauenden\u00c2\u00a0Wirkung untersucht und beurteilt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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