Development of photocatalytically active Titania coatings for water and wastewater treatment

Im Mittelpunkt dieser Studie steht die Beschichtung von photokatalytisch aktiven Oberflächen durch APS und SPS - die suspensionsbasierte Variante des atmosphärischen Plasmaspritzens. Die Verwendung von Suspensionen stellt ein kostengünstiges Verfahren dar, zudem können zahlreiche insbesondere nanoskalige Titanoxidpulver eingesetzt werden, die als klassische Spritzpulver nicht zur Verfügung stehen. APS-SPS wurde deshalb in Konkurrenz zu PVD/CVD und Sol-Gel-Verfahren zur Herstellung funktionaler Titanoxidschichten eingesetzt. Der Einfluss der Prozessparameter auf die photokatalytische Aktivität der hergestellten Schichten ist komplex und weitgehend noch nicht verstanden. Deshalb wurden in der vorliegenden Arbeit die Zusammenhänge zwischen SPS-Parametern einerseits und für die Photokatalyse bekanntermaßen relevante Eigenschaften der Schichten wie Phasenzusammensetzung und Konzentration an Sauerstofffehlstellen untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie wurden zur Entwicklung und Optimierung der Funktionsschichten eingesetzt. Um diese Aufgabe erfüllen zu können, wurde die komplette Prozesskette des thermischen Spritzprozesses von der Herstellung der Spritzzusatzwerkstoffe über das eigentliche Beschichten bis zum Testen der photokatalytischen Aktivität der hergestellten Schichten untersucht. Ferner wurden die auf unterschiedlichen Stufen anfallenden Vor- und Zwischenprodukte wie Titanoxidpulver, Suspensionen und Schichten eingehend hinsichtlich ihrer Struktur und ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften untersucht.