Synthese nanostrukturierter Metalloxide mit anisotroper Morphologie

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Ziel der vorliegenden Arbeit war die Herstellung kristalliner, nano- oder mikrostrukturierter Metalloxide mit anisotroper Morphologie sowie deren Modifikation mit Nanopartikeln edler Metalle oder Metalloxiden für die (Photo-)Katalyse. Hierfür mussten Zielverbindungen identifiziert und deren Synthese geplant und durchgeführt werden. In der Photokatalyse wurde angestrebt, durch Kontrolle der Keimbildungs- und Keimwachstumsprozesse ein einheitliches Partikelwachstum zu induzieren. Es wurden hochkristalline Molybdate und Wolframate in neuen Morphologien (Tetraeder, gekappte Tetraeder, Oktaeder) erhalten, deren Bandlücken im sichtbaren Bereich liegen. Ein teilweiser Austausch des komplexen Anions ermöglichte die Anpassung der Bandlücke, wie am Beispiel von Ag2MoO4 zu Ag2Cr0,05Mo0,95O4 demonstriert. Für die Katalyse und Sensorik wurden Schichtoxide zu Nanoröhrchen exfoliert, wobei die hohe spezifische Oberfläche entscheidend war. Die katalytische Aktivität in der H2O2-Direktsynthese wurde an Titanat-Nanoröhrchen mit Palladium getestet, während die CO-Oxidation an TNR-Pt bei 400 °C erprobt wurde. Palladium-modifizierte VOx-Nanoröhrchen zeigten in der selektiven katalytischen Reduktion von NO mit H2 eine Umsatzrate von 40 % zwischen 200 und 300 °C. Alle Tests waren erfolgreich und wiesen Aktivitäten auf, die mit den besten Werten der Literatur vergleichbar sind.