Einfluss der Herstellungsbedingungen auf die photokatalytischen und optischen Eigenschaften von dünnen TiO2-Schichten

Stipendiatin/Stipendiat: Natalja Pronina

In der Photocatalyse werden in Halbleitern durch Lichtenergie elektrochemische Reaktionen aktiviert. Dadurch ergibt sich eine breite Palette an Funktionen, an denen die Umwandlung von Sonnenlicht beteiligt ist. Die heterogene Photokatalyse ist eine sich schnell entwickelnde Technologie zur Luft- und Wasserreinigung von hartnäckigen und gefährlichen Schadstoffen. Unter den verschiedenen photoelektrochemisch aktiven Verbindungen ist Titandioxid aufgrund seiner hohen photokatalytischen Aktivität, relativ geringen Kosten und hoher Stabilität gegenüber Photokorrosion der am meisten untersuchte Photokatalysator.
Dünne TiO2 Filme wurden durch Sol-Gel Dip-Coating auf ein Glassubstrat aufgebracht. Beim Dip-Coating wird ein Glassubstrat in die Beschichtungslösung eingetaucht und mit definierter Geschwindigkeit senkrecht aus der Lösung herausgezogen. Die Herstellung von Materialien durch Sol-Gel-Technologie basiert auf der Umwandlung vom Sol zum Gel durch die Reaktionsschritte Hydrolyse und Polykondensation. Die thermische Nachbehandlung ist erforderlich, um das amorphe TiO2 in photokatalytisch aktives Anatas umzuwandeln.
Der Einfluss der folgenden Parameter auf die photokatalytischen und optischen Eigenschaften von TiO2 Dünnschichten wurde untersucht:
- Abscheidung von SiO2 Sperrschichten zwischen dem Substrat und der TiO2 Dünnschicht
- Menge des Lösungsmittels in dem Beschichtungssol
- Art des Lösungsmittels in dem Beschichtungssol - Temperaturbehandlung (…also Temperatur und Zeit)
- Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit
- Zusatz von Stearinsäure als Templat
- Zusatz von TiO2-Pulver

Förderzeitraum:
08.02.2016 - 07.08.2016

Institut:
Technische Unversität Clausthal
Institut für Nichtmetallische Werkstoffe
Glas und Glastechnologie

Betreuer:
Dr. Gundula Helsch

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