Geträgerte Mischoxidkatalysatoren mit Pyrochlorstruktur für die stöchiometrische photokatalytische Wasserspaltung mit sichtbarem Licht

• Antragsteller: Professor Dr. Detlef Bahnemann; Professor Dr. Michael Wark
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 161902173

Perowskitische Mischoxide sind in den letzten Jahren bezüglich der Entwicklung von Photokatalysatoren, die mit sichtbarem Licht arbeiten, in den Fokus gerückt. Relativ wenig Beachtung finden dabei aber bisher Materialien mit Pyrochlorstruktur, obwohl diese sowohl aus thermodynamischer Sicht als auch strukturell gegenüber den Perowskiten Vorteile bieten. Das vorgeschlagene Projekt versucht diese Lücke zu schließen, indem die Zusammensetzung der Pyrochlor-Mischoxide durch Austausch der Kationen auf den A- und B-Plätzen systematisch variiert wird und die daraus resultierenden Veränderungen in den Bandpositionen mit den Aktivitäten bei der photokatalytischen stöchiometrischen Wasserspaltung korreliert werden. Um hohe spezifische Oberflächen der Pyrochlor-Mischoxide zu gewährleisten, werden sowohl nasschemische Synthesemethoden angewandt als auch geeignete poröse Trägersysteme entwickelt. Die Optimierung der photokatalytischen Eigenschaften der Materialien erfordert auch ein genaues Verständnis der bei der Wasserspaltung ablaufenden Vorgänge. Zur Erforschung der Mechanismen und der wichtigsten Parameter werden sakrifizielle Agenzien gezielt eingesetzt, die Wassersorption untersucht und strukturelle Defekte möglichst genau erfasst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen