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In situ Analyse des Wachstums und der Morphologie von Nanopartikeln in der Flüssigphase durch Einsatz der Röntgenkleinwinkelstreuung

In situ Analyse des Wachstums und der Morphologie von Nanopartikeln in der Flüssigphase durch Einsatz der Röntgenkleinwinkelstreuung
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Projektbeschreibung

Bei der Herstellung innovativer nanoskaliger Produkte nehmen Sol-Gel Prozesse eine besondere Stellung ein. Sie sind aufgrund ihrer energiesparenden Prozessführung und den Methoden der modernen Prozesskontrolle sowohl für die Industrie als auch für die Grundlagenforschung sehr interessant. Ein sehr verbreitetes Produkt eines Sol-Gel Prozesses sind die nach Stöber synthetisierten SiO2 Partikeln (Abb. 1, links). Bei geeigneter Wahl der Prozessbedingungen ist die Herstellung von nahezu monodispersen, nicht aggregierten Partikeln über einen weiten kolloidalen Größenbereich möglich. Um das Potential des Stöber Verfahrens noch besser nutzen zu können, ist es notwendig, die ablaufenden Prozesse besser zu verstehen. Hierfür ist eine Analyse der Partikelbildung und des Partikelwachstums während der Reaktion von enormer Bedeutung. Eine sehr gute Methode für die Charakterisierung der Partikeln ist die Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS). SAXS ist eine zerstörungsfreie Messmethode und erlaubt eine simultane Ermittlung zahlreicher Partikel charakterisierender Parameter wie z.B. Primärpartikeldurchmesser, Agglomeratdurchmesser, fraktale Dimension, spezifische Oberfläche oder den Durchmesser von Mikroporen. Die am Institut entwickelte SAXS-Laborkamera (Abb. 1, rechts) erlaubt eine tiefgehende Analyse der genannten Parameter.
 
Abbildung 1: Stöber-Partikel (links) und in situ SAXS-Laborkamera (rechts).
Im Rahmen eines DFG-Projektes steht die in situ Analyse des Wachstums und der Morphologie von Nanopartikeln in einem Sol-Gel Prozess unter dem Einfluss veränderter Reaktionsbedingungen durch Einsatz der Röntgenkleinwinkelstreuung.