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1. WO2020001709 - DOPED DIAMOND-TITANIUM DIOXIDE HYBRID ELECTRODE

Publication Number WO/2020/001709
Publication Date 02.01.2020
International Application No. PCT/DE2019/100601
International Filing Date 27.06.2019
IPC
C CHEMISTRY; METALLURGY
25
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
B
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS; APPARATUS THEREFOR
1
Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
B PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01
PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
J
CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS, COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
35
Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
C CHEMISTRY; METALLURGY
25
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
B
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS; APPARATUS THEREFOR
11
Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
02
characterised by shape or form
03
perforated or foraminous
C CHEMISTRY; METALLURGY
25
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
B
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS; APPARATUS THEREFOR
11
Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
04
characterised by the material
C25B 1/00 (2006.01)
B01J 35/00 (2006.01)
C25B 11/03 (2006.01)
C25B 11/04 (2006.01)
CPC
B01J 21/063
B01J 35/004
C02F 1/46109
C02F 1/4672
C25B 1/00
C25B 1/003
Applicants
  • UNIVERSITÄT SIEGEN [DE/DE]; Herrengarten 3 57072 Siegen, DE
Inventors
  • XU, Jing; DE
  • NIANJUN, Yang; DE
  • XIN, Jiang; DE
Agents
  • BONNEKAMP & SPARING; Goltsteinstr. 19 40211 Düsseldorf, DE
Priority Data
10 2018 115 703.728.06.2018DE
10 2019 117 327.227.06.2019DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) DOTIERTE DIAMANT-TITANDIOXID-HYBRIDELEKTRODE
(EN) DOPED DIAMOND-TITANIUM DIOXIDE HYBRID ELECTRODE
(FR) ÉLECTRODE HYBRIDE DOPÉE EN DIAMANT/DIOXYDE DE TITANE
Abstract
(DE)
Die Erfindung betrifft eine photokatalytische Kompositelektrode umfassend mindestens eine Schicht als Titansubstrat, mindestens eine Schicht aus Titancarbid, mindestens eine zweiphasige Schicht aus porösem Titandioxid und dotierten Diamantkristalliten, wobei die photokatalytische Kompositelektrode eine Schichtenabfolge vom Boden zur Oberfläche der Elektrode in der Reihenfolge Titansubstrat, Titancarbid und der zweiphasigen Schicht aufweist, ein Verfahren zur Herstellung einer photokatalytischen Kompositelektrode umfassend die Schritte a) Oxidative Vorbehandlung eines Titansubstrats als Träger für eine photokatalytische Kompositelektrode mittels eines Gleich- oder Wechselstroms in einem wässrigen, basischen Elektrolyten, wobei eine poröse TiO2 Schicht entsteht, b) Abscheidung einer dotierten Diamantschicht mittels CVD auf der porösen TiO2 Schicht, wobei TiO2 in TiC umgewandelt wird und c) Wärmebehandlung der unter b) hergestellten Kompositelektroden Schicht in einem Temperaturbereich zwischen 220° und 550°C für die Oxidation des erzeugten TiC, sowie die Verwendung einer photokatalytischen Kompositelektrode zur Wasserstoff- oder Sauerstoffherstellung oder Luft- oder Wasserreinigung.
(EN)
The invention relates to a photocatalytic composite electrode comprising at least one layer as titanium substrate, at least one layer of titanium carbide, at least one biphasic layer of porous titanium dioxide and doped diamond crystals, wherein the photocatalytic composite electrode has a layer sequence from the base to the surface of the electrode in the sequence of titanium substrate, titanium carbide and the biphasic layer, to a process for producing a photocatalytic composite electrode, comprising the steps of a) oxidatively pretreating a titanium substrate as carrier for a photocatalytic composite electrode by means of a DC or AC current in an aqueous or basic electrolyte, forming a porous TiO2 layer, b) depositing a doped diamond layer by means of CVD on the porous TiO2 layer, with conversion of TiO2 to TiC, and c) subjecting the composite electrode layer produced in b) to a heat treatment within a temperature range between 220° and 550°C for the oxidation of the TiC produced, and to the use of a photocatalytic composite electrode for production of hydrogen or oxygen or cleaning of air or water.
(FR)
L'invention concerne une électrode composite photocatalytique, comprenant au moins une couche en tant que substrat en titane, au moins une couche en carbure de titane, au moins une couche biphasique en dioxyde de titane poreux et des cristaux de diamant dopés, l'électrode composite photocatalytique présentant, du fond à la surface de l'électrode, une série de couches dans l'ordre : substrat en titane, carbure de titane et couche biphasique. L'invention concerne en outre un procédé de production d'une électrode composite photocatalytique comprenant les étapes suivantes : a) le prétraitement oxydatif d'un substrat en titane en tant que support pour une électrode composite photocatalytique au moyen d'un courant continu ou alternatif dans un électrolyte basique aqueux, une couche en TiO2 poreuse étant créée, b) le dépôt d'une couche de diamant dopée au moyen d'un dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sur la couche de TiO2 poreuse, le TiO2 étant converti en TiC, et c) le traitement thermique de la couche de l'électrode composite produite à l'étape b) dans une plage de températures comprise entre 220 °C et 550 °C pour l'oxydation du TiC produit. L'invention concerne également l'utilisation d'une électrode composite photocatalytique pour produire de l'hydrogène ou de l'oxygène ou pour purifier de l'air ou de l'eau.
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