Pyrocatalysis for micropollutant degradation in water : development of active pyrocatalysts

Die kumulative Dissertation beschäftigt sich mit der experimentellen Erforschung der Pyrokatalyse für die oxidative Mikroschadstoffentfernung aus (Ab-)Wasser. Dabei wurde zunächst eine geeignete Modellreaktion entwickelt und evaluiert. Mit dieser wurden anschließend in einer zweistufigen Katalysatorentwicklung aktive Pyrokatalysatoren identifiziert und die zugrundeliegenden Struktur-Aktivitäts-Beziehungen herausgearbeitet. Es wurden Pyrokatalysatoren auf Basis von BaTiO3-Pulvern entwicklt, deren katalytische Aktivität um ein Vielfaches größer war, als die der Ausgangsverbindungen. Mit diesen konnte schließlich erstmalig ein pyrokatalytischer Abbau von relevanten Mikroschadstoffen (Bisphenol A) erreicht werden. Neben dem experimentellen Teil enthält die Dissertation eine umfassende Literaturübersicht der pyrokatalytischen Forschung der ersten 10 Jahre von 2012 bis 2022. Weiterhin ist ein Modell zur Vorhersage der H2-Bildung bei der pyrokatalytische Wasserspaltung enthalten. The cumulative dissertation deals with the experimental investigation of pyrocatalysis for the oxidative removal of micropollutants from (waste)water. First, a suitable model reaction was developed and evaluated. This was then used to identify active pyrocatalysts in a two-stage catalyst development process and to work out the underlying structure-activity relationships. Pyrocatalysts based on BaTiO3 powders were developed whose catalytic activity was many times greater than that of the starting compounds. With these, a pyrocatalytic degradation of relevant micropollutants (bisphenol A) was finally achieved for the first time. In addition to the experimental part, the dissertation contains a comprehensive literature review of pyrocatalytic research of the first 10 years from 2012 to 2022. Furthermore, a model for the prediction of H2 formation during pyrocatalytic water splitting is included.