Nanostrukturierte Kohlenstoff/Kieselgel-Hybridmaterialien durch Simultanpolymerisation

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Spange
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5350436

Durch simultan ablaufende, kationische Polymerisation von Furanmonomeren (Furfurylalkolhol, 2-Vinylfuran, 2-Hydroxymethyl- 5-vinylfuran, Furfurylidenaceton oder Furfural) und Sol-Gel- Prozeß mit Tetraalkoxysilanen sollen in einem Schritt interpe- netrierend vernetzte Polyfuranpolymere in einer Kieselgelmatrix hergestellt werden. Es wird angestrebt, daß keine Phasensepara- tion auf mikroskopisch (1000 nm) bis nanoskopischer (bis ca. 10 nm) Ebene auftritt, um Precursormaterialien mit Strukturierung im Nanobereich zu erhalten. Neben den Zweikomponentenverfahren soll ebenfalls die kationische Polymerisation von ausgewählten (Furfuryloxy)(alkoxy)silanen, wie Tetra(furfuryloxy)silan oder (5-Vinylfurfuryloxy)(trimethoxy)silan studiert werden, um einheitliche Hybridmaterialien mit einer Porentextur im Bereich von 0.5 bis 5 nm zu erhalten. Die thermische Umwandlung der verschiedenen Polyfuran/Kieselgel-Hybride in die Kohlenstoff/ Kieselgel-Hybride erfolgt bei ca. 900°C. Weiterer Untersuchungsgegenstand ist die nachfolgende, thermische Umwandlung in Siliciumcarbid bei 1500° C. Ziel des Projektes ist es, verschiedene Verfahren zu etablieren, die es gestatten, Kohlenstoff/Kieselgel-Hybride mit einstellbarem C/Si-Verhältnis von 1:1 bis 8:1 bzw. 16 bis 61,5 % Kohlenstoffgehalt im nanoskopischen Bereich gezielt und in hoher Ausbeute zu erhalten und die Faktoren zu verstehen, die zur Strukturbildung beitragen. Die Charakterisierung der porösen Kohlenstoffphase (nach Entfernen der Kieslgelmatrix durch KHF2 als Photoelektrode oder Gegenelektrode in Farbstoff senisibilisierten Solar-Zellen ist ebenfalls ein Untersuchungsgegenstand.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kuba
• Beteiligte Person: Professor Ricardo Martinez