Functional Metal Oxide Surfaces : Photocatalytic, Self-Cleaning and Micro-/Nanostructuring Applications

Photocatalysis is the most applicable approach to decompose various organic pollutants due to its high efficiency, low-cost, and eco-friendly nature. Heterogeneous photocatalysis has become a hot topic in the field of green chemistry. Titanium (IV) oxide (TiO2) photocatalyst has been widely investigated in comparison to other metal oxide semiconductors due to its high activity, low cost, and high chemical and physical stability. On the other hand, TiO2 is also preferable materials in some specific applications such as self-cleaning (indoor and outdoor applications). This dissertation covers the development of TiO2 based functional metal oxide surfaces for photocatalytic and self-cleaning applications as well as micro-/nanostructuring of gold (Au) and silver (Ag). This thesis is composed of 14 Chapters: Following Introduction (Chapter 1) and Theoretical Background (Chapter 2), Method and Characterization processes are described in Chapter 3. The Results and Discussion, which are originally based on peer-reviewed nine publications, are presented in corresponding nine chapters (Chapters 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, and 12). Afterward, Summary & Conclusion and Outlook are presented in Chapter 13 and Chapter 14, respectively.

Photokatalyse is die effektivste Art der Zersetzung von unterschiedlichsten organischen Verunreinigungen aufgrund der hohen Effizienz, ihrer niedrigen Kosten und ihres umweltschonenden Verhaltens. Heterogene Photokatalyse ist ein hoch aktuelles Thema im Kontext der nachhaltigen grünen Chemie. Titan (IV) oxid (TiO2) Photokatalysatoren wurden, im Vergleich zu anderen Metalloxiden, besonders weitgehend untersucht, aufgrund ihrer hohen Aktivität, niedrigen Kosten und hoher chemischer und physikalischer Stabilität. Ebenfalls ist TiO2 auch bevorzugtes Material für einige spezielle Anwendungen wie z.B. selbstreinigende Oberflächen (im Indoor- bzw. Outdoorbereich). Diese Dissertaton behandelt die Herstellung von funktionalen Metalloxidoberflächen für photokatalytische und selbstreinigende Anwendungen sowie der Mikro- und Nanostrukturierung von Gold (Au) und Silber (Ag). Diese Thesis besteht aus 14 Kapiteln: Nach einer Einleitung (Kapitel 1) und der Behandlung der theoretischen Grundlagen (Chapter 2) werden Methoden und Charakterisierungsprozesse erklärt (Kapitel 3). Daraufhin werden die Ergebnisse auf Grundlage von 9 wissenschaftlich begutachteten (Engl.: Peer-reviewed) Publikationen diskutiert und jeweils in den damit assozierten Kapiteln aufgezeigt (Kapitel 4-12). Im Anschluss werden die Ergebnisse zusammengefasst, es wird ein Fazit dieser Arbeit gezogen und es werden Zukunftsperspektiven aufgezeigt (Kapitel 13 und 14).

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