Photokatalyse und Nanotechnologien

Die Arbeitsgruppe Bahnemann untersucht seit mehr als zwanzig Jahren grundsätzliche Fragen der Photokatalyse. Einen wesentlichen Arbeitsschwerpunkt zum Mechanismus der Photokatalyse bildeten dabei die Herstellung und Charakterisierung transparenter, photokatalytisch aktiver Schichten auf Glas und polymeren Substraten. Für die Herstellung photokatalytisch aktiver Schichten auf polymeren Materialien, werden zusätzlich inerte Sperrschichten auf der Basis von Siliziumdioxid entwickelt, die die lichtinduzierte Oxidation des Polymers durch den aufgetragenen Photokatalysator verhindern. Ausgangsmaterial der photokatalytisch aktiven Schichten ist Titandioxid, welches entweder kommerziell bezogen oder nach eigenen Vorschriften synthetisiert wird.

Der Photokatalysator wird in Zusammenarbeit mit der AG Binnewies sowie der AG Kwade unter Zusatz geeigneter Additive zu Beschichtungslösungen weiterverarbeitet und anschließend mittels Tauch- oder Sprühbeschichtung auf das Substrat aufgebracht.

Die physikalisch-chemische Charakterisierung der Schichten erfolgt durch Ellipsometrie, Profilometrie, Elektronenmikroskopie, BET-Oberflächen-Messungen, Kontaktwinkel-Messungen, sowie der Bestimmung der optischen und mechanischen Eigenschaften durch UV-Vis-Messungen und Abrasionstests.

Zur Charakterisierung der photokatalytischen Eigenschaften der Schichten durch lichtinduzierten Abbau von organischen Verbindungen in fester Form (Methylstearat), in flüssiger Phase (Methylenblau, Dichloressigsäure, Oxalsäure), sowie von anorganischen und organischen Verbindungen in der Gasphase (Stickoxid, Acetaldehyd) stehen umfangreiche Möglichkeiten zur Verfügung.

Hierdurch ist es möglich, die hergestellten Materialien auf ihre Fähigkeit zur Selbstreinigung welche die Bildung von Biofilmen und die damit verbundene Biokorrosion verhindert, sowie zusätzlich für den Schadstoffabbau in der Luft und im Wasser zu testen. Des Weiteren wird angestrebt, Brookit, eine der drei Modifikationen von Titandioxid, zu erzeugen. Dieses erweist sich als photokatalytisch besonders aktiv und wird als aussichtsreich bei der photoelektrochemischen Wasserspaltung angesehen.


Ansprechpartner: Prof. Dr. Detlef Bahnemann
Leibniz Universität Hannover Institut für Technische Chemie (TCI)