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Cuvillier Verlag

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Synthese nanostrukturierter Metalloxide mit anisotroper Morphologie

Printausgabe
EUR 55,00

E-Book
EUR 39,90

Synthese nanostrukturierter Metalloxide mit anisotroper Morphologie

Lucas Warmuth (Autor)

Vorschau

Leseprobe, PDF (2,2 MB)
Inhaltsverzeichnis, PDF (130 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 9783736973541
ISBN-13 (E-Book) 9783736963542
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 194
Umschlagkaschierung glänzend
Auflage 1
Erscheinungsort Göttingen
Erscheinungsdatum 21.01.2021
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Chemie
Anorganische Chemie
Schlagwörter Morphologiekontrolle, Morphology control, Nanostrukturierung, Nanostructuring, Kristallinität, Crystallinity, hohe spezifische Oberfläche, High specific surface area, Metalloxide, Metal oxides, Halbleiter, Semiconductors, Photokatalyse, Photocatalysis, Katalyse, Catalysis, Mikrokristalle, Microcrystals, Nanokristalle, Nanocrystals, anisotropes Wachstum, Anisotropic growth, Molybdate, Molybdates, Wolframate, Tungstates, Zinnmolybdat, Tin molybdate, Zinnwolframat, Tin tungstate, Silbermolybdat, Silver molybdate, Silberwolframat, Silver tungstate, Facettierung, Faceting, Gitterenergie, Lattice energy, Polyolmethode, Polyol method, koordinierende Lösungsmittel, Coordinating solvents, Elektronen-Loch-Paare, Electron-hole pairs, Valenzband, Valence band, Leitungsband, Conduction band, Rekombination, Recombination, Exfolation, Exfolation, Nanoplättchen, Nanosheets, Nanoröhrchen, Nanotubes, Titanat, Titanate, Titansäure, Titanic acid, Titanoxid, Titania, Vanadiumoxid, Vanadium oxide, Adsorption, Adsorption, Solvothermalsynthese, Solvothermal synthesis, Größenquantisierung, Size quantum confinement, Plasmonenresonanz, Plasmon resonance, Aktive Spezies, Active species, Trägermaterial, Support, CO-Oxidation, CO oxidation, H2O2 Direktsynthese, H2O2 direct synthesis, H2-SCR
URL zu externer Homepage https://www.aoc.kit.edu/english/483.php
Beschreibung

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, kristalline, nano- oder mikrostrukturierte Metalloxide mit anisotroper Morphologie herzustellen oder durch Exfolation zu gewinnen, und diese mit Nanopartikeln edler Metalle bzw. Metalloxiden zu modifizieren, damit diese für die (Photo-)Katalyse oder andere Prozesse einsetzbar sind. Dafür mussten Zielverbindungen identifiziert sowie deren Synthese geplant und durchgeführt werden. Für die Verwendung der Metalloxide in der Photokatalyse war es das Ziel, durch die Kontrolle der Keimbildungs- und Keimwachstumsprozesse ein einheitliches Partikelwachstum zu induzieren und die Kristallisation der Keime zu gewährleisten. So wurden hochkristalline Molybdate und Wolframate (β-Ag2MoO4, β/γ-Ag2WO4, β-SnMoO4, β-SnWO4) in verschiedenen, neuen Morphologien erhalten (Tetraeder, gekappte Tetraeder, Oktaeder, gekappte Oktaeder), deren Bandlücken im sichtbaren Bereich des Lichts liegen. Ein teilweiser Austausch des komplexen Anions kann zur weiteren Anpassung der Bandlücke an das Sonnenspektrum genutzt werden. Ein solcher Austausch zur Verkleinerung der Bandlücke von 3,4 auf 2,3 eV konnte am Beispiel von Ag2MoO4 zu Ag2Cr0,05Mo0,95O4 hier durchgeführt werden.
Für die Verwendung in der Katalyse und der Sensorik wurden verschiedene Schichtoxide zu Nanoröhrchen (Titanate, VOx) exfoliert. Die durch Exfolation erreichte hohe spezifische Oberfläche im Vergleich zum Volumenmaterial war dabei ein für die Katalyse wichtiger Faktor. Die katalytische Aktivität in der H2O2-Direktsynthese wurde an Titanat-Nanoröhrchen (TNR) mit Palladium in Flüssigphase bei Raumtemperatur getestet (PD Dr. Silke Behrens, IKFT, KIT), wohingegen die CO-Oxidation in katalytischen Tests an TNR-Pt bei 400 °C in der Gasphase erprobt wurde (Dr. Maria Casapu, Prof. Dr. Jan-Dierk Grunwaldt, ITCP, KIT). Weiterhin zeigen die palladium-modifizierten VOx-Nanoröhrchen katalytische Aktivität in der selektiven katalytischen Reduktion von NO mit H2 (Dr. Patrick Lott, Prof. Dr. Olaf Deutschmann, ITCP, KIT) mit einem Umsatz von 40 % NO zwischen 200 und 300 °C. In allen Fällen waren die katalytischen Tests erfolgreich und zeigten mit den besten Werten der Literatur vergleichbare Aktivitäten.