Nanopartikel unedler Metalle (Mg0, Al0, Gd0, Sm0)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Claus Feldmann; Professorin Dr. Dagmar Gerthsen
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 347305687

Die Synthese von Metallnanopartikeln in der Flüssigphase stellt umso mehr eine Herausforderung dar, je unedler das jeweilige Metall und je kleiner die Partikelgröße ist. Nanopartikel unedler Metalle sind hochreaktiv (d.h. pyrophor) und können nur in strikter Abwesenheit von Sauerstoff (d.h. Luft, Feuchtigkeit, sauerstoffhaltige Ausgangsverbindungen und Lösungsmittel) synthetisiert werden. Naturgemäß muss auch die analytische Charakterisierung unter strikten Interbedingungen erfolgen. Vor diesem Hintergrund liegen bislang nur wenige Arbeiten zu Nanopartikeln unedler Metalle wie Mg0, Al0, Gd0 oder Sm0 vor. Gleichzeitig sind Nanopartikel unedler Metalle und deren Legierungen aufgrund ihrer Materialeigenschaften sehr interessant (z.B. Größenquantisierungseffekte, Katalyse, H2-Speicherung, Magnete, etc.).Dieses Projekt hat die Synthese hochreiner, oxidfreier Nanopartikel unedler Metalle zum Ziel. Exemplarisch sollen Mg0, Al0, Gd0 und Sm0 mit Partikelgrößen <10 nm in Flüssigphasen (niedrigsiedende Ether und Amine wie Tetrahydrofuran und Pyridin oder flüssiger Ammoniak) durch Reduktion mit Alkalimetallnaphthaliden synthetisiert werden. Zur Charakterisierung werden Standardmethoden der Erstcharakterisierung (DLS, XRD, FT-IR, SEM) sowie leistungsfähige elektronenmikroskopische und elektronenspektroskopische Methoden (TEM, STEM, SAED, EDXS, EELS) eingesetzt. Weiterhin soll die Reaktivität von Mg0, Al0, Gd0 und Sm0-Nanopartikeln im Hinblick auf bimetallische Nanopartikel (Legierungen, intermetallische Phasen, Kern-Schale-Strukturen, Janus-Strukturen), spezielle Morphologien (Hohlkugeln, Nanostäbchen) und ausgewählte Materialeigenschaften (z.B. Größenquantisierung, H2-Sorption, Magnetismus, Katalyse) untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen