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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter March 30, 2013

Visible Light Photo-catalysts Based on Titanium Dioxide and their Potential Applications – an Introduction

Auf Titandioxid basierende Fotokatalysatoren im sichtbaren Licht und ihre potentiellen Anwendungen – eine Einführung
S. P. Blöß

Abstract

Titanium dioxide is a well-known UV-absorber but it can also be used for initiating chemical reactions by ultra-violet radiation. By doping this semiconductor with carbon, interstate energy levels between the energy bands are formed. This offers the possibility not only to use ultra-violet light, but also visible light to activate the catalyst. In a cyclic photo-catalytic process inorganic radicals are generated from the surrounding atmospheric water and oxygen. These radicals then oxidize organic compounds e. g. aromatic and aliphatic hydrocarbons or inorganic molecules e. g. nitrogen oxides and carbon monoxide, respectively, to carbon dioxide, nitrates and water as end-products, which can readily be assimilated by vegetation. Potential applications are found in self-cleaning surfaces and the reduction of air and water pollution, where its superhydrophilicy and high specific surface areas can be utilized.

Kurzfassung

Titandioxid, seit langem als UV-Absorber genutzt, kann auch für die Fotokatalyse durch UV-Strahlung eingesetzt werden. Durch Dotierung des Halbleiters mit Kohlenstoff werden Zwischenzustände in der Bandlücke erzeugt. Dies eröffnet die Möglichkeit nicht nur ultra-violettes Licht, sondern auch sichtbares Licht zu nutzen. Der fotokatalytische Kreislaufprozess generiert anorganische Radikale aus dem umgebenden Wasser und Sauerstoff. Diese Radikale oxidieren organische Verbindungen, wie Aromate und Aliphate, oder anorganische Moleküle, wie Stickoxide und Kohlenmonoxid, zu Wasser, Nitrat und Kohlendioxid als Endprodukte, welche von der Vegetation aufgenommen werden können. Mögliche Anwendungen sind selbstreinigende Oberflächen oder der Schadstoffabbau in Luft und Wasser, wo Superhydrophilie und hohe spezifische Oberflächen eingesetzt werden können.


Dr. Dipl.-Ing. (FH) Stephan Peter Blöß, KRONOS International, Inc., R & D – Innovation and Research, Peschstraße 5, D-51373 Leverkusen, Germany, Tel.: +49 214 356 2729, Fax: +49 214 356 2278. E-mail:

Stephan Blöß studied Material Science at the Christian-Albrechts-University in Kiel and Engineering in Chemistry at the University of Applied Science in Münster. He finished his dissertation at the University of Osnabrück in cooperation with the Max-Planck-Institute for Solid State Research, Stuttgart on the topic of tantalum oxynitrides in 2005. After a short post-doctoral stay at the Max-Planck-Institute for Metal Research, Stuttgart on the topic of modifications of surfaces, he works now at KRONOS International Inc, Leverkusen as a project manager at the research and development department on the topic of titanium dioxide as a pigment or a photo-catalyst.


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Received: 2007-06-01
Published Online: 2013-03-30
Published in Print: 2007-10-01

© 2007, Carl Hanser Publisher, Munich

Downloaded on 5.12.2022 from frontend.live.degruyter.dgbricks.com/document/doi/10.3139/113.100346/html
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