Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Schlesinger, Maik
Mehring, Michael (Prof. Dr.) ; Lang, Heinrich (Prof. Dr.) (Gutachter)
Über nanoskalige Bismutoxidocluster zu (metastabilen) Polymorphen des Bismut(III)-oxids und deren photokatalytische Aktivität
From nanoscaled bismuth oxido cluster to (metastable) polymorphs of bismuth(III) oxide with photocatalytic activity
Kurzfassung in deutsch
In der vorliegenden Arbeit werden Möglichkeiten der Stabilisierung und die photokatalytische Aktivität von Polymorphen des Bismut(III)-oxids, synthetisiert ausgehend von nanoskaligen, polynuklearen Bismutoxidoclustern, beschrieben. Hydrolyse- und Kondensationsstudien werden mit dem Ziel der Aufklärung von Bildungsprozessen von Bismutoxidoclustern ausgehend von bismutnitrat- und bismutsilanolathaltigen Lösungen durchgeführt. Basierend auf polynuklearen Modellverbindungen wird durch deren Hydrolyse und anschließende thermische Behandlung die Darstellung von Nanopartikeln von verschiedenen Polymorphen des Bismut(III)-oxids erreicht. Die Reaktivität der synthetisierten β Bi2O3 Nanopartikel wird zur Synthese von Verbindungen vom Sillenit-Strukturtyp ausgenutzt. Diese Verbindungen sind isostrukturell zum metastabilen γ-Bi2O3. Die isolierten oxidischen Materialien weisen eine hohe photokatalytische Aktivität gegenüber wässrigen Rhodamin B Lösungen bei der Bestrahlung mit sichtbarem Licht auf. Für die β Bi2O3 Nanopartikel wird ebenso die photokatalytische Aktivität gegenüber wässrigen Farbstofflösungen von Indigokarmin, Orange G, Methylorange und Methylenblau sowie wässrigen Schadstofflösungen von Phenol, 4-Chlorphenol, 2,4-Dichlorphenol, 4-Nitrophenol, Triclosan und Ethinylestradiol beschrieben. Die Charakterisierung der synthetisierten Verbindungen erfolgte unter anderem mittels Einkristall-Röntgenstrukturanalyse, Röntgenpulverdiffraktometrie, NMR-Spektroskopie, FTICR-ESI-Massenspektrometrie, UV/Vis-, Infrarot- und Ramanspektroskopie sowie thermischen Analysemethoden.
Kurzfassung in englisch
The present essay describes the stabilization and photocatalytic activity of different polymorphs of bismuth(III) oxide which were prepared starting from nanoscaled, polynuclear bismuth oxido clusters. Hydrolysis and condensation processes of bismuth nitrate as well as bismuth silanolates in solution were performed to provide an insight into the formation process of bismuth oxido clusters. Nanoparticles of different polymorphs of bismuth(III) oxide were obtained by hydrolysis, followed by annealing steps at temperatures of 370 °C and 600 °C starting from polynuclear bismuth compounds, respectively. The high reactivity of the as-prepared β-Bi2O3 nanoparticles was used to synthesize sillenite-type compounds at rather low temperatures which are isostructural to metastable γ-Bi2O3. The isolated oxidic materials show promising photocatalytic activities exemplified by the degradation of aqueous Rhodamine B solutions under visible light irradiation. Additionally, the β- Bi2O3 nanoparticles were tested in photodegradation processes of aqueous solutions containing different dyes such as indigo carmine, orange G, methyl orange and methylene blue as well as typical organic pollutants such as phenol, 4-chlorophenol, 2,4-dichlorophenol, 4-nitrophenol, triclosan and ethinyl estradiol.The characterization of the as-prepared materials was performed using single crystal X-ray diffraction, powder X-ray diffraction analysis, NMR spectroscopy, FTICR- electrospray ionization mass spectrometry, UV/Vis-, IR- and Raman spectroscopy, electron microscopy, nitrogen physisorption as well as thermal analyses.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Koordinationschemie | |
| Fakultät: | Fakultät für Naturwissenschaften | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Mehring, Michael (Prof. Dr.) | |
| URL/URN: | http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-113634 | |
| Quelle: | 2013. - 260 S. | |
| SWD-Schlagwörter: | Bismut , Cluster , Oxide , Metastabilität , Polymorphie , Photokatalyse , Hydrolyse , Wasseraufbereitung , Röntgendiffraktometrie , Massenspektrometrie | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Bismut , Bismutoxidocluster , Bismut(III)-oxid , Metastabilität , Polymorphie , Photokatalyse , Hydrolyse , Wasseraufbereitung , Röntgendiffraktometrie , FTICR-ESI-Massenspektrometrie | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | bismuth , bismuth oxido cluster , bismuth(III) oxide , metastable , polymorphism , photocatalysis , hydrolysis , water treatment , X-ray diffraction , FTICR-ESI mass spectrometry | |
| DDC-Sachgruppe: | Anorganische Chemie | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 06.05.2013 |
