Transparent thin films of mesoporous titania and mesoporous silica with embedded dye molecules as effective photocatalysts for pollutant mineralization and as optical gas sensors

嵌入染料分子的介孔二氧化钛和介孔二氧化硅透明薄膜作为污染物矿化的有效光催化剂和光学气体传感器

基本信息

项目摘要

The project is aiming at the preparation of transparent thin films of mesoporous titania and mesoporous silica with embedded titania clusters and/or dye molecules. The composites will be used as photocatalysts for waste water purification and optical gas sensors. The use of transparent thin films in photocatalytic reactions is favourable to suspensions of powders because light scattering is avoided and a number of films can be arranged in rows to achieve high efficiencies. Furthermore, the catalytically active films can be easily recovered. Ordered mesoporous structures of films will be created by self-assembled aggregates of pre-programmed organic molecules which ensure that the materials have very large accessible inner surface areas. Film manufacturing will be done by dip-coating and spin-coating. The activity of the pure films and of the functionalized films will be tested in suitable reactions, such as photodegradation of phenols or sodium sulfide in aqueous solutions. To enable an application of daylight also for the titania films, a sensibilization by dye molecules, e.g. phthalocyanines, covalently anchored on the inner surface of the films will be attempted. The properties of those materials regarding the optical sensing of different gases will be tested additionally.
该项目旨在制备具有嵌入的二氧化钛簇和/或染料分子的中孔二氧化钛和中孔二氧化硅的透明薄膜。该复合材料将用作光催化剂,用于废水净化和光学气体传感器。在光催化反应中使用透明薄膜有利于粉末的悬浮,因为避免了光散射,并且可以将许多膜排列成行以实现高效率。此外,催化活性膜可以容易地回收。有序介孔结构的薄膜将通过预编程的有机分子的自组装聚集体产生,这确保材料具有非常大的可及内表面积。薄膜制造将通过浸涂和旋涂进行。纯膜和官能化膜的活性将在合适的反应中测试,例如苯酚或硫化钠在水溶液中的光降解。为了使日光也能够应用于二氧化钛膜,将尝试通过共价锚定在膜的内表面上的染料分子(例如酞菁)进行敏化。这些材料关于不同气体的光学感测的特性将被另外测试。

项目成果

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