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AK Bahnemann - Photokatalyse und Nanotechnologie

Prof. Dr. Detlef Bahnemann

Leitung

Prof. Dr. Detlef Bahnemann

Mitarbeiter

Im Arbeitskreis Bahnemann sind diese Mitarbeiter beschäftigt.

Forschungsschwerpunkte

Photokatalytische Luft-und Wasserreinigung

Photokatalytische Wasserspaltung

Kinetik schneller photokatalytischer Prozesse

Farbstoffsolarzellen

Kurzbeschreibung

Der von Prof. Detlef Bahnemann geleitete Arbeitskreis Photokatalyse und Nanotechnologie beschäftigt sich am Institut für Technische Chemie der Leibniz Universität Hannover mit der Synthese von Halbleiter- und Metallnanopartikeln aus molekularen Vorläufern (Bottom-up Ansatz) [1]. Diese Materialien werden dann unter anderem zur Herstellung von (in der Regel transparenten) Schichten auf unterschiedlichsten Substraten genutzt [2]. Bei diesen Synthesen werden große (und in der Regel dann auch sehr reaktive) Oberflächen beispielsweise durch die Erzeugung mesoporöser Strukturen erzielt [3]. Von allen intensiv im Arbeitskreis untersuchten Titandioxidmodifikationen besitzt Brookit besonders interessante Eigenschaften, da es aufgrund der sehr kathodischen Lage seines Leitungsbandes molekularen Wasserstoff in hohen Ausbeuten ohne jegliche Hilfsspannung bilden kann [4]. Neben photoelektrochemischen Untersuchungen [5] ist der Arbeitskreis insbesondere spezialisiert auf dem Gebiet der Laserblitzphotolyse [6]; beide Untersuchungsmethoden werden für die Bestimmung der Ladungsträgerbildungs- und –transferkinetik eingesetzt. Schwerpunktthemen des Arbeitskreises sind derzeit neben der photokatalytischen Wasser- und Luftreinigung insbesondere die solare Brennstoffsynthese, d.h., die direkte photokatalytische und photoelektrochemische Wasserspaltung. Hierbei steht die Untersuchung der zugrundeliegenden Reaktionsmechanismen im Zentrum des Interesses. Im BMBF-Projekt DuaSol wird die photokatalytische Wasserstofferzeugung mit dem Abbau organischer Schadstoffe in verschmutzten Wasserströmen kombiniert, während im SolHyd-Projekt (BMBF) der Einsatz von Hämatit als Oxidationskatalysator im Detail untersucht wird. Darüberhinaus ist der Arbeitskreis Photokatalyse und Nanotechnologie am DFG-Schwerpunktprogramm „Fuels Produced Regeneratively Through Light-Driven Water Splitting: Clarification of the Elemental Processes Involved and prospects for Implementation in Technological Concepts“ (SPP 1613) beteiligt. Gemeinsam mit der Arbeitsgruppe von Prof. Wonyong Choi vom POSTECH (Südkorea) arbeitet der AK Bahnemann in einem sogenannten Global Research Laboratory (GRL) an der praktischen Umsetzung unterschiedlicher Konzepte der solaren Brennstoffsynthese.

  • (1) D. W. Bahnemann “Ultrasmall Metal Oxide Particles: Preparation, Photophysical Characterization and Photocatalytic Properties” Isr. J. Chem. 33 (1993) 115-136

  • (2) J. Bennani, R. Dillert, T. M. Gesing, D. Bahnemann “Physical Properties, Stability, and Photocatalytic Activity of Transparent TiO2 /SiO2 Films” Separation and Purification Technology 67 (2009) 173-179

  • (3) A. A. Ismail, D. W. Bahnemann “Mesoporous Titania Photocatalysts: Preparation, Characterization and Reaction Mechanisms” J. Mater. Chem. 21 (2011) 11686-11707

  • (4) T. A. Kandiel, A. Feldhoff, L. Robben, R. Dillert, D. W. Bahnemann “Tailored Titanium Dioxide Nanomaterials: Anatase Nanoparticles and Brookite Nanorods as Highly Active Photocatalysts” Chem. Mater. 22 (2010) 2050-2060

  • (5) A. Y. Ahmed, T. Oekermann, P. Lindner, D. Bahnemann “Comparison of the Photoelectrochemical Oxidation of Methanol on Rutile TiO2 (001) and (110) Single Crystal Faces studied by Intensity Modulated Photocurrent Spectroscopy” Phys. Chem. Chem. Phys. 14 (2012) 2774-2783

  • (6) D. Friedmann, H. Hansing, D. Bahnemann “Primary Processes during the Photodeposition of Ag Clusters on TiO2 Nanoparticles” Z. Phys. Chem. 221 (2007) 329-348

Veröffentlichungen