Design of nanostructured carbon-based materials for thermo- and electrocatalytic applications
- Carbon materials were synthesized through the activation of tea leaves as well as a soft templating method, and their physico-chemical properties were systematically adjusted through the use of suitable synthesis conditions. In the first part of the thesis, these carbon materials were examined with regard to their interaction with chlorine in order to obtain conclusions about the active structures for the phosgene synthesis. In this regard, ordered mesoporous materials show a lower deactivation rate than commercial activated carbon catalysts. In the second part, cobalt-based nanoparticles were deposited on the carbon materials and used as catalysts in the oxygen evolution reaction. It was shown that a high dispersion of the nanoparticles together with a high electrical conductivity of the carbon support leads to a significant increase in the catalytic activity of the materials compared to unsupported catalysts.
- Kohlenstoffmaterialien wurden durch die Aktivierung von Teeblättern sowie einer Softtemplatierungsmethode synthetisiert und deren physiko chemischen Eigenschaften durch den Einsatz von geeigneten Synthesebedingungen systematisch eingestellt. Im ersten Teil der Arbeit wurden diese Kohlenstoffmaterialien hinsichtlich ihrer Wechselwirkung mit Chlor untersucht um Rückschlüsse auf die aktiven Strukturen für die Phosgensynthese zu erhalten. Hierbei zeigen geordnete mesoporöse Materialien eine geringere Deaktivierungsrate als kommerzielle Aktivkohlekatalysatoren. Im zweiten Teil wurden kobaltbasierte Nanopartikel auf den Kohlenstoffmaterialien abgeschieden und als Katalysatoren in der Sauerstoffentwicklungsreaktion eingesetzt. Hier zeigt sich, dass eine hohe Dispersion der Nanopartikel zusammen mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit des Kohlenstoffträgers zu einer deutlichen Erhöhung der katalytischen Aktivität der Materialien gegenüber ungeträgerten Katalysatoren führt.
Author: | Alexander BährGND |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:294-83603 |
DOI: | https://doi.org/10.13154/294-8360 |
Referee: | Harun TüysüzGND, Martin MuhlerORCiDGND, Wolfgang SchmidtORCiDGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2021/09/30 |
Date of first Publication: | 2021/09/30 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie |
Date of final exam: | 2021/04/16 |
Creating Corporation: | Fakultät für Chemie und Biochemie |
GND-Keyword: | Heterogene Katalyse; Aktivkohle; Elektrolyse; Nanostruktur; Sorption |
Institutes/Facilities: | Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr / Abteilung für heterogene Katalyse und nachhaltige Energie |
Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie, Kristallographie, Mineralogie |
faculties: | Fakultät für Chemie und Biochemie |
Licence (German): | Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |