Energieeffiziente Synthesen intermetallischer Verbindungen mittels mikrowellenunterstütztem Polyol-Prozess. Aufklärung des Reaktionsverlaufs zur Entwicklung angepasster Reaktionsbedingungen für die Herstellung maßgeschneiderter nanostrukturierter Materialien.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Thomas Doert; Dr. Nicole Pienack; Professor Dr. Michael Ruck
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413437826

Der Polyol-Prozess gilt als ressourcenschonende und effiziente Methode zur Herstellung von metallischen Mikro- und Nanomaterialien. In diesem Prozess werden Metallsalze in einem Polyalkohol gelöst und die Metallkationen werden anschließend bei Temperaturen unterhalb von T = 300 °C reduziert. Das Polyol dient hierbei als Lösungs- und Reduktionsmittel, sowie als oberflächenaktive Substanz, die Einfluss auf die Partikelform und -größe nehmen kann. Sinterung und Aggregation der Partikel können oft verhindert werden. Neben Elementmetallen wie beispielsweise Silber, Gold oder Platin werden auch Nanopartikel von binären und multinären intermetallischen Verbindungen erhalten. Durch die im Vergleich zu traditionellen Schmelz- oder Sinterverfahren vergleichsweise niedrigen Reaktionstemperaturen können auch kinetisch kontrollierte Kristallisationen erfolgen und metastabile Phasen erhalten werden, welche mit klassischen Synthesemethoden nur schwer oder gar nicht zugänglich sind. Polyol-Reaktionen verlaufen häufig effizient und zu einheitlichen Produkten mit definierter Partikelmorphologie, wenn eine schnelle Erhitzung des Eduktgemisches mittels Mikrowellenstrahlung erfolgt.Ungeachtet der über 30-jährigen Geschichte des Polyol-Prozesses mit zahlreichen experimentellen Untersuchungen und theoretischen Betrachtungen liegen jedoch nur wenig detaillierte Kenntnisse über den Redox-Mechanismus vor. In diesem Projekt steht daher die Aufklärung der Reaktionsmechanismen von Polyolreduktionen mittels ex- und in-situ Techniken im Vordergrund. Die Kenntnisse der Reaktionsmechanismen sind von fundamentaler Bedeutung bei der Erschließung von Synthesewegen für neu, ternäre intermetallische Phasen, die in einem zweiten Arbeitspaket untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen