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Projekt
Kontrolle der Oxidationsstufe von Eisen in Nanopartikeln aus Eisenoxiden und Eisen-Kohlenstoff-Kompositen in der chemischen Gasphasensynthese
Antragsteller
Professor Dr. Markus Winterer
Fachliche Zuordnung
Technische Chemie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262219004
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von eisenhaltigen Nanopartikeln, wie z. B. Magnetismus oder katalytische Aktivität werden entscheidend durch die Oxidationsstufe des Übergangsmetalls Eisen bestimmt. Ihr vielfältiges Anwendungspotential z.B. in Katalyse, Energietechnik, Biomedizin oder in elektromagnetischen Bauelementen geht wesentlich auf diese Eigenschaften zurück. Wir wollen untersuchen, wie es gelingen kann, die Oxidationsstufe von Eisen in Eisen(-oxid)-Nanopartikeln durch Kontrolle der Gasphasenzusammensetzung in der chemischen Gasphasensynthese (CVS) gezielt einzustellen. So sollen phasenreine, nanokristalline Partikel aus Eisenoxiden, elementarem Eisen bzw. Eisencarbid hergestellt und entsprechende Designregeln entwickelt, d.h. optimale Prozessparameterfelder identifiziert werden, die auch zur Skalierung der Herstellungsprozesse dienenkönnen.Sowohl die Gasphase als auch die feste Phase - die eisenhaltigen Nanopartikel - bilden außerordentlich komplexe, gekoppelte Systeme, die von vielen Parametern abhängen. Das Auffinden der Designregeln und die Aufklärung entsprechender Bildungsmechanismen soll durch systematische Variation der Gasphasenzusammensetzung und des Temperatur-Zeit-Profils im CVS-Reaktor und detaillierte Analyse der Gasphase und Charakterisierung der entstehenden Nanopartikel erfolgen. Hierfür werden neue Methoden zur In-situ-Messung des Gasphasenredoxpotentials und der Redoxchemie im Festkörper entwickelt.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
