Zeitschrift für fortgeschrittene Chemieingenieurwesen

Abstrakt

Template-gestützte Synthese von Metalloxid-Hohlkugeln unter Verwendung von Glucose-abgeleiteten kohlenstoffhaltigen Kugeln als Opfertemplate

Haitham Mohammad Abdelaal und Bernd Harbrecht

Eine Reihe von hohlen Kugeln aus Metalloxiden (Cr2O3, α-Fe2O3, Co3O4, NiO und ZnO) wurden unter Verwendung der aus Glucose gewonnenen kohlenstoffhaltigen Kugeln als Opfervorlagen und der Metallchloride als Vorläufer der Metalloxide in einem Opfervorlagenprozess hergestellt. Durch Erhitzen einer wässrigen Lösung des Metallchlorids und der Glucose in einem Autoklaven auf 180 ºC entsteht - wie durch Durchstrahlungselektronenmikroskopie (TEM) gezeigt - ein nanosphärisches Komposit, das aus einer Schale aus einem Metallvorläufer besteht, die einen kohlenstoffhaltigen Kern umhüllt. Durch Entfernen der kohlenstoffhaltigen Kerne mittels Kalzinierung an der Luft werden hohle kristalline Oxidkugeln erhalten. Dabei wurden Zusammenhänge zwischen der Partikelgröße und den verschiedenen Synthesebedingungen wie Glucosekonzentration, dem molaren Konzentrationsverhältnis zwischen Glucose und Metallchlorid, Temperatur, Reaktionszeit und Zugabe von Essigsäure als Katalysator aufgedeckt. Die erhaltenen Hohlkugeln aus Metalloxiden wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Röntgenpulverbeugung (XRD), Infrarotspektroskopie (IR) und Stickstoffadsorptions-/Desorptionsisothermen (BET) charakterisiert.