1 / 16

Anorganische Aerogele

Anorganische Aerogele. Vortrag zum Hauptseminar Modul AC V 22.01.2013 Eva Fürsattel. Gliederung. Definition Synthese Anorganisch-organische Hybrid-Aerogele Eigenschaften und Anwendungen Quellen. 1. Definition - Aerogele. Porenflüssigkeit des Gel gegen Luft ausgetauscht

onslow
Download Presentation

Anorganische Aerogele

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Anorganische Aerogele Vortrag zum Hauptseminar Modul AC V 22.01.2013 Eva Fürsattel

  2. Gliederung • Definition • Synthese • Anorganisch-organische Hybrid-Aerogele • Eigenschaften und Anwendungen • Quellen

  3. 1. Definition - Aerogele • Porenflüssigkeit des Gel gegen Luft ausgetauscht • Erhalt der typischen Poren- und Netzwerkstruktur • geringe Dichte • große spezifische Oberfläche • große offene Poren

  4. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Variierbare Parameter • Art der Vorstufen • Art des Lösungsmittels • Homogenisierung der Vorstufen • Beeinflusst partikel- und netzwerkbildende Reaktionen und die Dichte des Aerogels

  5. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Variierbare Parameter • pH-Wert (für SiO2-Aerogele) • Hydrolyse: Si(OR)4 + H2O  Si(OR)3(OH) + ROH

  6. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Variierbare Parameter • pH-Wert (für SiO2-Aerogele) • Kondensation • Wasserkondensation (OR)3-Si-OH + OH-Si-(OR)3 (OR)3-Si-O-Si(OR)3+H2O • Alkoholkondensation (OR)3-Si-OR + OH-Si-(OR)3 (OR)3-Si-O-Si(OR)3+ROH

  7. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Partikelwachstum und Ausbildung eines Netzwerks pH abhängig

  8. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Metallalkoxide Ti(OiPr)4 + 4 H2O  Ti(OH)4 + 4 HOiPr TiO2 + 2 H2O • Reaktionsgeschwindigkeit durch Liganden vermindern • [M(OR)y (L)x]n zeigt veränderte Reaktivität, Struktur und Funktionalität

  9. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Alterung • Erhöhung der Steifigkeit des Gels  Schrumpfung des Gels  Synärese

  10. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Alterung • Ostwald-Reifung • Abtragung von Masse an thermodynamisch ungünstigen Stellen • Kondensation an thermodynamisch günstigeren Stellen

  11. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Trocknung • Problem bei Trocknung an Luft: Schrumpfen des Gels und Rißbildung  Kapillarkräfte müssen vermieden werden überkritische Trocknung

  12. 2. Synthese – Sol-Gel-Prozess Trocknung • Überkritische Trocknung • Porenflüssigkeit wird oberhalb der kritischen Temperatur und des kritischen Drucks entfernt  keine Flüssigkeit-Gas-Grenzfläche  keine Kapillarkräfte

  13. 3. Anorganisch-organische Hybrid-Aerogele

  14. 4. Eigenschaften und Anwendungen • Wärmeleitfähigkeit • Hohe Porosität (bis 99,8 %)  Sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit (0,012 Wm-1K-1)  Einsatz als Wärmeisolatoren  nicht entflammbar

  15. 5. Quellen • http://stardust.jpl.nasa.gov/photo/aerogel.html#row2 • Hüsing, N.; Schubert, U. Angew. Chem. 1998, 110, 22-47 • Zeitler, I. Dissertation, Silika-Hybridmaterialien für Antifogging-Beschichtungen, Bayreuth, 2008 • Dorcheh, A. S., Abbasi, M. H. J. Mater. Process. Tech.2008, 199, 10-26 • Adebajo, M. O., Frost, R. L., Kloprogge, J. T., Carmody, O., Kokot, S. J. porous Mat. 2003, 10, 159-170 • Wiener, M. Dissertation, Synthese und Charakterisierung Sol-Gel-basierter Kohlenstoff-Materialien für die Hochtemperatur-Wärmedämmung, Würzburg, 2009 • Schaefer, D. W. Science 1989, 243, 1023-1027 • Schmidt, H. K. ChiuZ2001, 35, 176-184 • ftp://data.cc-nanochem.de/SummerSchool2005/loebmann1.pdf • Burchell, M. J., Graham, G., Kearsley, A. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2006, 34, 385-418 • Schwertfeger, F. J. Sol-Gel-Sci. Tech. 1994, 2, 103-108 • Alnaief, M. Dissertation, Process Development for Production of Aerogels with Controlled Morphology as Potential Drug Carrier Systems, Hamburg, 2011

More Related