Einfluss organischer Hydrogele und Polymere auf die Synthese nanostrukturierter Metalloxide
Creators: name: Chen, Zimei
Publisher: name: Universität Paderborn
Year: 2021

description: Mesoporöses Al2O3 und MgO wurden durch unterschiedliche einfache Polymere als Strukturmatrix hergestellt. Mesoporöses Al2O3 besitzt eine große Brunauer-Emmett-Teller (BET) spezifische Oberfläche von bis zu 365 m2 g1, mesoporöses MgO besitzt eine spezifische Oberfläche von bis zu 111 m2 g1. Die Änderung der Polymere hat wenig Einfluss auf die strukturellen Eigenschaften der Produkte. Die Kalzination des Polymer-Metalloxid-Kompositmaterials profitiert von der Tatsache, dass die Polymerzersetzung durch das frisch gebildete Metalloxid katalysiert wird. Mesoporöse Al2O3- und MgO-Schichten auf einen Si-Wafer werden mit Poly(dimethylacrylamid)-Hydrogelen als porogene Matrices synthetisiert. Hydrogel-Filme wurden durch Schleudern des Polymers auf Silicium-Wafern und anschließende Verankerung auf der Substratoberfläche durch Photovernetzung hergestellt. Die Metalloxidmaterialien wurden durch Quellung der Hydrogele in entsprechender Metallnitrat-Lösung und nachfolgende thermischer Umwandlung erhalten. Verbrennung der Hydrogel führte zur mesoporösen Metalloxid-Schichten mit Dicken in m-Bereich und großer spezifischer Oberfläche bis zu 558 m2g1. Anordnungen von porösen Al2O3-Mikrostrukturen wurden durch photopolymerisiertes Poly(dimethylacrylamid)-Hydrogel als Strukturmatrix auf den Silcium-Wafer hergestellt. Hydrogel-Mikrostrukturen wurden durch Verteilen der Prepolymer-Lösung auf dem Substrat und dann durch UV-initiierte Photopolymerisation durch eine Maske hergestellt. Al2O3 wurde durch Quellen der Hydrogel in der wässrigen gesättigte Aluminiumnitrat-Lösung und anschließende thermischer Konversion hergestellt. Anordnungen der porösen Al2O3-Mikrostrukturen werden mit Dicken in m-Bereich und großer spezifischer Oberfläche bis zu 274 m2·g-1 erhaltet.
description: Mesoporous aluminum oxide and magnesium oxide are produced by using different simple polymers as structure matrices. Mesoporous aluminum oxide has large Brunauer-Emmett-Teller (BET) specific surface areas up to 365 m2 g1, while mesoporous magnesium oxide exhibits specific surface areas of 111 m2 g1. Diversification of polymers has little influence on the structural properties of the products. The calcination of the polymer-metal oxide-composite material is benefited from the fact that the polymer decomposition is catalyzed by the newly formed metal oxide. Mesoporous aluminum oxide and magnesium oxide layers on silicon wafer substrates are synthesized by using poly(dimethylacrylamide) hydrogels as porogenic matrices. Hydrogel films are prepared by spin coating the polymer onto silicon wafers and then anchoring them to the substrate surface by photo cross-linking. The metal oxide materials are obtained by swelling the hydrogel into appropriate metal nitrate solution and then thermal conversion. Combustion of the hydrogel leads to mesoporous metal oxide layers with thicknesses in the m range and large specific surface areas up to 558 m2g1. Arrangements of the porous aluminum oxide micropatterns are produced on the silicon wafer substrate by using photo polymerized poly(dimethylacrylamide) hydrogel as structure matrices. Hydrogel micropatterns are prepared by spreading the prepolymer solution onto the substrates and then using a mask for photo polymerization by UV irradiation. Aluminium oxide is fabricated by swelling the hydrogel in the aqueous saturated aluminum nitrate solution and then thermal conversion. Arrangements of the porous aluminum oxide micropatterns are obtained with thicknesses in the m range and large specific surface areas up to 274 m2·g-1.