Katalytische Schichten

Unter den verschiedenen oxidischen Photokatalysatoren ist der Halbleiter Titandioxid (TiO₂) aufgrund seiner geringen Kosten, niedrigen Toxizität und starken Oxidationswirkung favorisiert. Wegen seines hohen Oxidationspotentials (ca. 2.7 V vs NHE) ist kristallines TiO₂ (vorzugsweise in der Anatas-Modifikation) in der Lage, bei Bestrahlung mit Licht < 380 nm fast alle organischen Stoffe vollständig oxidativ abzubauen. Wird TiO₂ durch die Bestrahlung angeregt, kommt es zur Bildung von Radikalen. Diese sind sehr reaktionsfreudig und in der Lage Moleküle und organische Substanzen zu zersetzen.

Neben der Bildung von Radikalen kommt es zur Ausbildung einer Superhydrophilie und Absenkung des Wasserkontaktwinkels. Bei Kontakt mit Wasser (z.B. Regen oder Tauwasser) bildet sich so ein dünner Wasserfilm auf der Oberfläche und Verunreinigungen werden leicht abgetragen (Easy-to-Clean-Effekt).

Anwendungsbeispiele für photokatalytisch aktive Schichten:

• Antiverschmutzung („Easy-to-Clean“, selbstreinigende Oberflächen)
• Luftreinigung (Geruchsbeseitigung, Abbau von VOC’s, Abbau von NO_x)
• Wasserreinigung (Entfernung von gefährlichen und persistenten biologischen Substanzen, Sterilisation)
• Antimikrobielle Wirkung (Vorbeugung von Keimanhaftung und Biofilmbildung)

Mit Hilfe des Sol-Gel-Verfahrens lassen sich auf einfache Weise kostengünstig diverse Oberflächen mit dünnen, transparenten TiO₂-Schichten ausrüsten. Ziel ist es, diesen Oberflächen selbstreinigende Eigenschaften zu verleihen, Luft und Wasser zu reinigen oder durch die antimikrobielle Wirkung Bakterien, Algen und Pilze abzutöten. Die hohe Verfahrensvielfalt des Sol-Gel-Verfahren erlaubt eine optimale Anpassung an Substratgeometrien und -material. Im Gegensatz zu dem Einsatz von Antibiotika, können bei der Photokatalyse bei den Keimen und Bakterien keine Resistenzen entstehen. Des Weiteren verbraucht sich die photokatalytisch aktive Beschichtung nicht und es werden keine zusätzlichen chemischen Substanzen benötigt. Sobald UV-Licht auf die Beschichtung trifft, startet die Photokatalyse. Die Photokatalyse ist somit besonders umweltfreundlich und nachhaltig.

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Wir helfen Ihnen gern

Gerne arbeiten wir mit Ihnen gemeinsam in Form eines FuE-Projektes oder als Dienstleistung an einer Beschichtungslösung und/oder bestimmen die photokatalytische Aktivität für Ihren Anwendungsfall. Wir entwickeln mit Ihnen realistische Beanspruchungsszenarien um die photokatalytische Langzeitstabilität zu quantifizieren.

• Entwicklung und Herstellung photokatalytisch aktiver Beschichtungen (Sol-Gel Verfahren)
• Testbeschichtungen und Pilotfertigung von Beschichtungen auf festen und flexiblen Substraten
• Charakterisierung photokatalytisch aktiver Oberflächen hinsichtlich ihrer Aktivität (z.B. Bewertung der antimikrobiellen Wirkung, Abbau von Methylenblau gemäß DIN 52980/ISO 10678)