Untersuchungen zur Synthese von hexagonalem meso-/makroporösem Bornitrid (h-BN) mit hoher chemisch-thermischer Stabilität sowie dessen Anwendung in der Adsorption

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Bathen; Professor Dr. Dirk Enke
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423708703

Borbasierte Materialien werden aufgrund ihrer hohen chemische Resistenz, thermischen und mechanischen Stabilität bzw. thermischen Leitfähigkeit in vielen technischen Prozessen in Form von unporösen Festkörpern eingesetzt. Zunehmend werden aber auch poröse Systeme wie poröse Gläser, borhaltige Zeolithe, borhaltige kovalent-organische Gerüstverbindungen (COFs) oder poröse Bornitride untersucht.Das Ziel des Projektes ist es, ein neuartiges Adsorbens auf der Basis von Bornitrid zu synthetisieren, die Zusammenhänge zwischen Synthesebedingungen und anwendungsspezifischen Eigenschaften zu verstehen und die Eigenschaften dieses Adsorbens in Adsorptionsprozessen unter schwierigen Bedingungen zu messen.Dies beinhaltet die zielgerichtete Synthese von meso-/makroporösem hexagonalen Bornitrid (h-BN) sowie dessen Formgebung mittels Extrusion, Granulation und ionotroper Gelierung. Die resultierenden Bornitride sowie die Vorstufen werden systematisch hinsichtlich ihrer strukturellen, texturellen, Oberflächen- und adsorptionsspezifischen Eigenschaften charakterisiert. Aufgrund der vermuteten höheren thermischen sowie mechanischen Stabilität sollen darüber hinaus drei besonders herausfordernde Anwendungen untersucht werden, nämlich die Adsorption von Ketonen und Aldehyden aus Luft (Adsorberbrandgefahr), die Anwendung in bewegten Betten (mechanischer Abrieb) und die Adsorption von hochfluorierten Inhalationsanästhetika (schwache Wechselwirkung).Um diese Ziele zu erreichen, soll das Projekt von zwei Arbeitsgruppen mit komplementärer Expertise an der Universität Leipzig (Technische Chemie, Synthese) und an der Universität Duisburg-Essen (Verfahrenstechnik, Adsorption) bearbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen