Möglichkeiten des photokatalytischen Abbaus umweltrelevanter Stickstoffverbindungen unter Einsatz von TiO 2

Im Rahmen der Arbeit wurden die Möglichkeiten des photokatalytischen Abbaus aliphatischer und aromatischer Stickstoffverbindungen mit TiO2 als Photokata-lysator untersucht. Für die Bestimmung der eingesetzten und während der Experimente ge-bildeten Stick-stoffverbindungen wurden Analysenverfahren erarbeitet. Es wurde der Einfluß relevanter Parameter wie z.B. des pH-Wertes, der Art und Konzentration des Photokatalysators, der Struktur der Stickstoffverbindungen auf Abbauraten und Produktbildung bestimmt. Auf der Basis der Abbauversuche wurden mögliche Abbaumechanismen entwickelt. Desweiteren wurden im Rahmen dieser Arbeit die Einsatzmöglichkeiten dotierter und photoplatinierter TiO2 Photo-katalysa-toren studiert. Insbesondere der Einfluß der Dotierung auf die elektronische Struktur des Photo-katalysators wurde sowohl theoretisch als auch experimentell untersucht. Ferner wurden Studien zum Abbau von Stick-stoffver-bindungen mit immobilisierten Photokatalysatoren durchgeführt. Die erzeugten Schichten wurden mittels oberflächenanalytischer Methoden charakterisiert. Im Hinblick auf eine technische Anwendung wurde abschliessend die Kombination der Photokatalyse mit anderen Abwasser-reinigungsverfahren geprüft. Darüberhinaus konnte ein Weg für die Übertragung des Abbau-verfahrens auf reale Bedingungen anhand eines Upscalings und durch Abbauversuche an realen Proben aufgezeigt werden.The possibilities of the photocatalytic degradation of aliphatic and aromatic N-compounds by TiO2 as photocatalyst has been investigated. Different analytical methods for the determination of the used N-Compounds and their breakdown products were developed. The influence of relevant parameters e.g. the pH-Value, kind and concentration of the photocatalyst, structure of the N-compounds on the degradation rates and distribution of the photooxidation products was determined. Based on the obtained results possible degradation mechanisms were developed. Furthermore, the photocatalytic properties of doped and photoplatinized TiO2-powders were studied. Especially the influence of the doping on the electronic structure of the photocatalyst was theoretically and experimentally examined. Moreover, the possibilities of mineralization of N-compounds under use of immobilized pure and doped TiO2-powders were studied. The generated TiO2-coatings were characterized by surface analytical methods. With regard to a technical application the combination of photocatalysis with other wastewater treatment methods was investigated. Beyond that the conclusions drawn from the degradation of model substances showed also to be valid for real waste water samples as experienced from a diluted, liquid bovine manure. An upscaling of the laboratory experiments to pilot-plant scale under use of real solar radiation was realized