Biossido di titanio promosso da metalli per processi fotocatalitici innovativi e sostenibili
Dokumentinformationen
| Autor | Paolina Pascalicchio |
| Schule | Università degli Studi di Padova |
| Fachrichtung | Chimica e Tecnologie Sostenibili |
| Veröffentlichungsjahr | 2014 / 2015 |
| Ort | Padova |
| Dokumenttyp | Tesi di Laurea |
| Sprache | Italian |
| Seitenanzahl | 87 |
| Format | |
| Größe | 2.41 MB |
- Cambiamenti climatici
- Fotocatalisi
- Biossido di titanio
Zusammenfassung
I. Einleitung
Die Einleitung des Dokuments behandelt die Klimaveränderungen, die in den letzten Jahrhunderten signifikante Auswirkungen auf das globale Ökosystem hatten. Die Ursachen für diese Veränderungen sind vielfältig, einschließlich natürlicher Phänomene wie Vulkanausbrüche und menschlicher Aktivitäten, die zu einem Anstieg der Treibhausgase führen. Laut dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) hat der menschliche Einfluss seit den 1950er Jahren zu einem Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre geführt. Besonders hervorzuheben ist die Rolle von Kohlendioxid (CO2), das als Hauptverursacher der globalen Erwärmung gilt. Die Studie zeigt, dass die Hälfte der anthropogenen CO2-Emissionen in der Atmosphäre verbleibt, während die andere Hälfte von Ozeanen und Pflanzen absorbiert wird. Diese Erkenntnisse sind entscheidend für das Verständnis der globalen Erwärmung und deren Auswirkungen auf zukünftige Generationen.
1.1 Klimawandel
Der Klimawandel ist ein zentrales Thema, das die Notwendigkeit nachhaltiger Lösungen unterstreicht. Die Zunahme der globalen Temperaturen hat weitreichende Folgen, darunter den Anstieg des Meeresspiegels und die Versauerung der Ozeane. Diese Veränderungen bedrohen nicht nur die Umwelt, sondern auch die menschliche Gesundheit und die wirtschaftliche Stabilität. Die Studie hebt hervor, dass die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, die 87% des globalen Energiebedarfs decken, dringend überdacht werden muss. Zukünftige Modelle prognostizieren, dass ohne drastische Maßnahmen zur Reduzierung der CO2-Emissionen die Erde vor ernsthaften ökologischen Herausforderungen stehen wird.
II. Der Einsatz von Titandioxid TiO2
Ein zentraler Aspekt der Arbeit ist die Untersuchung von Titandioxid (TiO2) als Fotokatalysator zur Reduzierung von CO2. TiO2 hat sich als vielversprechend erwiesen, da es unter UV-Licht aktiv wird und chemische Reaktionen fördert, die zur Umwandlung von CO2 in weniger schädliche Substanzen führen. Die Reaktion von CO2 mit TiO2 wird detailliert beschrieben, wobei die Effizienz und die Bedingungen, die für eine optimale Reaktion erforderlich sind, hervorgehoben werden. Die Verwendung von TiO2 könnte eine Schlüsseltechnologie zur Bekämpfung des Klimawandels darstellen, indem es die CO2-Emissionen signifikant reduziert und gleichzeitig die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert.
2.1 Fotokatalytische Prozesse
Die fotokatalytischen Prozesse, die in der Arbeit behandelt werden, zeigen, wie TiO2 in der Lage ist, CO2 unter Lichteinfluss zu reduzieren. Die Studie beschreibt verschiedene experimentelle Ansätze zur Optimierung dieser Prozesse, einschließlich der Verwendung von verschiedenen Reaktortypen und der Anpassung der Reaktionsbedingungen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Effizienz der CO2-Reduktion durch die richtige Auswahl von Katalysatoren und Reaktionsbedingungen erheblich gesteigert werden kann. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für die Entwicklung nachhaltiger Technologien zur CO2-Reduktion.
III. Katalysator Promotion
Ein weiterer wichtiger Punkt der Arbeit ist die Förderung von Katalysatoren durch Metalle wie Kupferoxid (CuO) und Gold-Nanopartikel (Au NPs). Diese Metalle werden eingesetzt, um die Aktivität von TiO2 zu steigern und die Effizienz der CO2-Reduktionsprozesse zu verbessern. Die Arbeit beschreibt die experimentellen Methoden zur Synthese dieser geförderten Katalysatoren und deren Charakterisierung. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von geförderten Katalysatoren die Reaktionsgeschwindigkeit und die Selektivität der gewünschten Produkte signifikant erhöhen kann. Diese Erkenntnisse sind entscheidend für die Entwicklung effektiverer Katalysatorsysteme, die in der industriellen Anwendung zur CO2-Reduktion eingesetzt werden können.
3.1 Synthesemethoden
Die Synthesemethoden, die in der Arbeit behandelt werden, umfassen sowohl die Trockenimpregnierung als auch die Deposition-Precipitation-Technik. Diese Methoden ermöglichen die gezielte Modifikation der Katalysatoroberfläche, was zu einer verbesserten Reaktivität führt. Die Arbeit hebt hervor, dass die Wahl der Synthesemethode einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften des Katalysators hat. Die Ergebnisse der Charakterisierungen, wie z.B. durch Röntgendiffraktion (XRD) und thermogravimetrische Analysen, bestätigen die Wirksamkeit der verwendeten Methoden und deren Bedeutung für die Entwicklung nachhaltiger Katalysatorsysteme.