3. www.gnf-berlin.de
Ladungseinfang (Trapping)
• Rekombination von Elektron-Loch-Paar muss viel langsamer als
Ladungstransfer ablaufen
• Einfang der Ladungen an der Oberfläche erhöht Lebensdauer des
photogenerierten Elektron-Loch-Paares (wenige ns)
hVB
+
+Ti−OH →≡Ti−OH
+
(htr
+
)
hVB
+
+H 2 O( ads)→ HO( ads) +R→→Oxidation
eLB
−
+Ti
IV
−OH ⇔≡Ti
III
−OH (etr
−
)
eLB
−
+O2 ( ads)→O2( ads)
−
+H( aq )
+
→ HO2 ( aq )
eLB
−
+O2( ads)→O2( ads)
2−
+H( aq )
+
→ HO( aq )
¿
Preadsorption von O2 verlangsamt RekombinationDr. V. Scherf
Berlin, 19.02.2015
4. www.gnf-berlin.de
Oberflächenmodifikation
Linsebigler et al., Chem. Rev. 1995, 95, 735-758
• Dotierung mit Übergangsmetallen zur Hemmung
von Rekombinationsreaktionen
3d-Übergangsmetalle: Cr, Fe, Ni
Edel- und Halbedelmetalle: Pt, Ag, Pd, Cu
Seltenerdmetalle: Gd, Eu, Ce
Halb- und Nichtmetalle: B, Si, C, N
• Halbleiterverbund (größere Ladungstrennung)
SiC-TiO2, CdS-TiO2, ZnO-TiO2, ZrO2-TiO2
• Kriterien für katalytische Systeme
− Stabilität des Halbleiters unter Bestrahlung
− Hohe Wirksamkeit
− Wellenlängenempfindlichkeit
(Spektralverhalten)
Dr. V. Scherf
Berlin, 19.02.2015
5. www.gnf-berlin.de
Abbau von organischen Verunreinigungen
Gd/TiO2-System
Dr. V. Scherf
Berlin, 19.02.2015
• Abbau von ungesättigten KW, oberflächenaktiven Stoffen (Tenside),
Farbstoffen
• Beispiel: Reinigungs- und Spülwasser aus dem Produktionswerk der Velind
GmbH
Verdünnung 1:9, UV-A-Licht, 23 W/m2
Bestrahlungszeit
[min] TOC [mg/l]
0 3278
60 2456
120 1650
180 1801
240 1355