18.01.2006

Strukturierte Nanomaterialien aus Nanokompartments

Professor Dr. Katharina Landfester

Max Planck Institute for Polymer Research

Physikalische Chemie der Polymere

Ackermannweg 10

D - 55128 Mainz

Zusammenfassung

Ziel dieses Projektes ist es, durch die Kombination von Sol-Gel-Prozessen und

Miniemulsionstechniken multifunktionielle anorganische Partikel herzustellen, die ein in der

Kombination einzigartiges Eigenschaftsprofil zeigen: einen maßgeschneiderten

hierarchischen nanoskaligen Aufbau mit einer monodispersen Größenverteilung der Partikel

einstellbar von 20 bis 500 nm und einer internen Nanostruktur mit periodischen

Wiederholungen in der Größenordnung von 2-10 nm. Eine Beladung der Nanopartikel mit

Au/MeOx ermöglicht anschließend den Einsatz für Anwendungen in der heterogenen

Katalyse, speziell für Oxidations-/Reduktionsreaktionen bei niedrigen Temperaturen. Das

Syntheseverfahren hat erhebliches Potential, weil die daraus resultierenden Katalysatoren i)

aufgrund ihrer mesoporösen Struktur und der Verteilung der aktiven Metallspezies im

Partikelinneren eine hohe Dispersion und damit eine hohe Aktivität versprechen, ii) die

Verankerung in den Poren außerdem eine Stabilisierung der aktiven Metallpartikel

ermöglicht, iii) die einfache Bildung von Mischoxid-Trägern über die Veränderung der

Träger-Azidität Möglichkeiten zur Steuerung der Bildung von Nebenprodukten bietet, und

sich iv) aufgrund der homogenen Diffusionseigenschaften der einzelnen Kompositpartikel

neue Möglichkeiten zur Steuerung katalytischer Reaktionen über die Ausnutzung von

Transporteffekten ergeben.

Der Hauptfokus dieses Teilprojektes liegt in der Herstellung von neuartigen strukturierten

monodisperse, poröse Mischphasen-Nanopartikel mittels des Miniemulsionsverfahrens in

Gegenwart von verschiedenen interagierenden Tensidmolekülen herzustellen. Dabei werden

die Tenside zum einen als strukturdirigierendes Agens in den Tröpfchen der

Precursorkomponente eingesetzt, zum anderen gewährleisten sie die Stabilität der

Nanotröpfchen in der kontinuierlichen Phase. Für die Erzeugung von Au/TiO2-, als auch für

die Abscheidung von Cu auf Li-Ti-O-Phasen für Li-Batteriematerialien werden die Parameter

für die in situ-Abscheidung von Metallen optimiert werden.

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