Poröse Metalloxide mit hohen spezifischen Oberflächen und einheitlichen Porensystemen im Größenbereich von zwei bis zehn Nanometern sind für viele Anwendungen von großem Interesse (Katalyse, Sensorik, Gasspeicherung, Nanoreaktoren).
Die konventionelle Syntheseroute ("Endotemplatverfahren" oder auch "soft matter templating" genannt) solcher periodisch geordneten mesoporösen Substanzen beruht auf der Verwendung von selbstanordnenden supramolekularen Aggregaten als Strukturdirigenten und Porogene. Sie ist allerdings weitestgehend auf silicatische Materialien beschränkt. Die so erhaltenen mesoporösen Silica-Phasen mit ihren rigiden Gerüsten können jedoch wiederum selbst die Funktion als Strukturmatrices in einem alternativen Syntheseverfahren übernehmen. Das Prinzip dieser Methode beruht auf Strukturreplikation durch ein "Abdruckverfahren" im Größenbereich weniger Nanometer, wodurch der Begriff des Nanocastings ("Exotemplatverfahren" / "hard matter templating") entstanden ist und das bereits äußerst erfolgreich bei der Synthese periodisch geordneter mesoporöser Kohlenstoffe verwendet wird. Eine zweite Anwendung dieses Verfahrens unter Verwendung der erhaltenen mesoporösen Kohlenstoffe als Strukturdirektoren ergibt wiederum eine mesoporöse Replica. Durch dieses zweistufige Nanocasting erhält man so einen "Positiv-Abdruck" der ursprünglichen verwendeten mesoporösen Silica-Phase.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte eine erfolgreiche Übertragung des Nanocasting-Konzepts auf die Synthese von nichtsilicatischen Metalloxiden gezeigt werden. Dabei wurden mit Magnesiumoxid, Cer(IV)-oxid und Cobalt(II,III)-oxid drei verschieden Metalloxid-Systeme in mesoporöser Form dargestellt, die alle hohe spezifische Oberflächen, periodisch geordnete Porensysteme mit einheitlich großen Poren und kristalline Porenwände aufweisen. Als Strukturmatrices dienten dabei zum einen die Kohlenstoff-Phase CMK-3 mit hexagonaler Symmetrie des Porensystems und zum anderen die beiden Silica-Phasen SBA-15 (hexagonale Symmetrie) und-KIT 6 (kubische Symmetrie). Neben Synthese und Charakterisierung mesoporöser Metalloxide beschäftigt sich ein weiterer Teil dieser Arbeit mit der Untersuchung anwendungsrelevanter Eigenschaften der dargestellten mesoporösen Metalloxide.
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