Patzsch, Julia (2015)
Eindimensionale oxidische und kohlenstoffbasierte Funktionsmaterialien durch Strukturierung mittels elektrogesponnener Polymertemplate.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten des Elektrospinnens zur Synthese verschiedenartiger faser- und röhrenförmiger Funktionsmaterialien in oxidischer und kohlenstoffbasierender Form und deren Anwendung im Bereich der Photokatalyse, der Oxidation von Kohlenstoffmonooxid bzw. der Elektroden von Lithium-Ionen Batterien untersucht. Grundlage waren die beiden kommerziellen Polymere Polystyrol und Polyacrylnitril, die entweder als Templat dienten oder direkt zum strukturierten Material über einen Vorläuferprozess umgesetzt wurden. Aus der Templatsynthese konnten Titan- und Siliziumdioxid sowohl als Röhren wie auch als Fasern mit makroporösem Kern erzeugt werden. Mit letzteren lassen sich durch pseudomorphe Transformation in mesoporöses MCM-41 Material spezifische Oberflächen von über 1000 m²/g erreichen. Zusätzlich ist die Modifikation durch verschiedene Zusätze bzw. Nachbehandlungen möglich. Es lassen sich Metallnanopartikel bzw. funktionelle Gruppen einbringen oder die Porengröße bzw. die Wandstärke variieren. Neben diesen wird aufgezeigt, wie sich Zinkoxidröhren mit einer schichtartigen Wandstruktur ebenfalls über eine Hydrothermalsynthese gewinnen lassen. Nutzt man das Polystyrol als Kohlenstoffquelle, werden Röhren gebildet, die glaskohlenstoffartige Eigenschaften aufweisen und sich durch Sprühkondensation mit Metalloxidnanopartikel von Titan, Vanadium und Zirkonium modifizieren lassen. Alternativ ist es möglich, Kohlenstoff und Siliziumdioxid zur Reaktion zu bringen, um mesoskopische Siliziumcarbidröhren zu synthetisieren. Die Vorläuferroute auf der Grundlage von Polyacrylnitril und Eisen- und Kupferoximatkomplexen als Metalloxidvorläufer ermöglicht den Zugang zu CuFeO2 Nanodrähten mit einer delafossitartigen Struktur über ein zweistufiges interverfahren.

Frage zum Eintrag

Redaktionelle Details anzeigen