Herstellung funktionaler Heteroaggregate in der Gasphase

Projektleitung:

Prof. Dr. Hartmut Wiggers
Universit?t Duisburg-Essen

Die kombinierte Erzeugung zweier Partikelklassen und ihre anschlie?ende Heteroaggregation in der Gasphase, die Analyse ihrer spezifischen physikalisch-chemischen Eigenschaften und Morphologie sowie die gezielte Einstellung von Partikel-Partikel-Wechselwirkungskr?ften sind die Hauptaspekte dieses Vorhabens. Partikel-Partikel-Wechselwirkungen im angestrebten Gr??enbereich von 10 nm bis 1 μm werden von van der Waals-Kr?ften dominiert und k?nnen sowohl durch elektrostatische Wechselwirkung als auch durch schwache chemische Bindungen, zum Beispiel Wasserstoffbrückenbindungen, unterstützt werden. Darüber hinaus k?nnen Kondensationsreaktionen bei Hydroxyl-terminierten Oberfl?chen, wie sie typischerweise bei oxidischen Partikeln beobachtet werden, eine wichtige Rolle spielen.

Neben der "reinen" Gasphasenmischung verschiedener Materialien, die zu Heteroaggregaten führt, ist daher auch die Untersuchung, das Verst?ndnis und die Gestaltung der Zusammensetzung der Partikeloberfl?che entscheidend für die gezielte Bildung von Heteroaggregaten. Dazu wird die Mischung von zwei Komponenten A und B in der Gasphase als auch das Aufwachsen von B auf A in der Gasphase untersucht. Die Herstellung der verschiedenen Stoffe erfolgt in zwei unterschiedlichen Reaktortypen: Sprayflammenreaktor und Mikrowellen-Plasmareaktor. Im Fokus des Interesses stehen im Wesentlichen anorganische Materialien wie TiO2, Graphen, Platin und Silizium und daraus gebildete Heteroaggregate, die im Bereich der Katalyse, Energiewandlung und Energiespeicherung Anwendung finden k?nnen.