Growth kinetics, thermochemistry, and growth mechanism of inorganic (nano)particles in ionic liquids
Final Report Abstract
Das Ziel des Projektes war die Untersuchung der Partikelbildung metallischer Nanopartikel aus ionischen Flüssigkeiten. Kernfragen betrafen dabei die Untersuchung der Bildungsmechanismen der Partikel, der Thermodynamik und der Kinetik, die mit diesen Prozessen assoziiert ist. Die wichtigsten Erkenntnisse sind klar in der starken Einflussnahme der ILs auf die Partikelbildung zu sehen: Elektronenmikroskopie zeigt klar, dass sowohl die IL, insbesondere das Anion der IL, wie auch die Reaktionstemperatur einen signifikanten Einfluss auf die Partikelmorphologie haben. Diese Erkenntnisse sind unterdessen breit akzeptiert, allerdings sind die Mechanismen, das „Tuning“ einer Reaktion nach wie vor nicht klar oder quantifiziert. Die wichtigsten Fortschritte sind klar in der empirischen Bestätigung, dass starke Unterschiede zwischen den unterschiedlichen ILs existieren, zu sehen. Die Thermodynamik und Kinetik muss noch besser verstanden werden und es ist gegenwärtig nicht möglich, Ergebnisse einer Partikelbildung in ILs vorauszusagen. Dies ist für eine technische Anwendung jedoch unabdingbar. Die Erkenntnisse sind technologisch interessant, allerdings fehlen, wie gerade festgestellt, noch detaillierte Kenntnisse der Bildungsmechanismen. Diese Fragen werden gegenwärtig unter anderem im SPP 1708 bearbeitet. IL stabilisierte Nanopartikel sind aber interessant für die Katalyse, magnetische und optisch interessante Materialien, so dass sich hier mittelfristig Anwendungen ergeben werden. Die Komplexität der Aufarbeitung der Nanopartikel wurde etwas unterschätzt. Die Erfahrung, die die Arbeitsgruppe daraus gezogen hat ist, dass in Zukunft der Partikelreinigung und –aufarbeitung eigene Workpackages gewidmet werden.
Publications
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Gold Microcrystal Synthesis via Reduction of HAuCl4 by Cellulose in the Ionic Liquid 1-Butyl-3-methyl Imidazolium Chloride. J. Mater. Chem., 2008, 18 (9), 1008
Li, Z.; Friedrich, A.; Taubert, A.
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Surprisingly High, Bulk-like Mobility of Silica-confined Ionic Liquids. Phys. Chem. Chem. Phys., 2009, 11, 3653
Göbel, R.; Hesemann, P.; Weber, J.; Möller, E.; Friedrich, A.; Beuermann, S.; Taubert, A.
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Strong Anion Effect on Gold Nanoparticle Formation in Ionic Liquids. J. Mater. Chem. 2010, 20, 1332
Khare, V.; Li, Z.; Mantion, A.; Ayi, A. A.; Sonkaria, S.; Voelkel, A.; Thünemann, A. F.; Taubert, A.
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Tuning the Phase Behavior of Ionic Liquids in Organically Functionalized Silica Ionogels. Dalton Trans., 2010, 39 (2), 603
Göbel, R.; Friedrich, A.; Taubert, A.
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A Transparent, Flexible, Ion-conductive, and Luminescent PMMA Ionogel based on a Pt/Eu Bimetallic Complex and the Ionic Liquid [Bmim][N(Tf)2]. J. Mater. Chem., 2012, 22, 8110
Xie, Z.L.; Xu, H.B.; Geßner, A.; Kumke, M.U.; Priebe, M; Fromm, K.M.; Taubert, A.
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Carbon-based Ionogels: Tuning the Properties of the Ionic Liquid via Carbon-Ionic Liquid Interaction. Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14, 5992
Göbel, R.; White, R.J.; Titirici, M.M.; Taubert, A.
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Magnetic Ionogels (MagIGs) based on Iron Oxide Nanoparticles, Poly(N- isopropylacrylamide), and the Ionic Liquid Trihexyl-tetradecyl Phosphonium Dicyanamide. Eur. J. Inorg. Chem., 2012, 5245
Ziółkowski, B.; Bleek, K.; Twamley, B.; Fraser, K.J.; Byrne, R.; Diamond, D.; Taubert, A.
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Silica Ionogels for Proton Transport. J. Mater. Chem., 2012, 22, 17140
Delahaye, E.; Göbel, R.; Löbbicke, R.; Guillot, R.; Sieber, C.; Taubert, A.
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Synthesis of Mesoporous Carbon/Iron Carbide Hybrids with unusually high Surface Areas from the Ionic Liquid Precursor [Bmim][FeCl4]. Cryst. Eng. Comm., 2012, 14, 4946
Göbel, R.; Xie, Z.L.; Neumann, M.; Günter, C.; Löbbicke, R.; Kubo, S.; Titirici, M.M.; Giordano, C.; Taubert, A.
