title: Eine einfache Herstellung von aus nanoskaligen Oxiden bestehenden Hohlkugeln unter Benutzung von Monosacchariden als Opfertemplat
title: Facile hydrothermal fabrication of nano-oxides hollow spheres using monosaccharide as sacrificial templates
Creators: name: Abdelaal, Haitham
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2013
Subjects: Monosaccharide
Matrix
Nanopartikel
Chromoxid
Hollow spheres
Chemie

description: My original goal in this
      dissertation to present a facile, environmental benign,
      economical sustainable and additive free synthesis protocol
      for the fabrication of hollow oxides which ultimately could
      enable the fine-tuning of the hollow inorganic materials has
      been achieved via facile one-pot hydrothermal strategy
      through using simple sugar (glucose and fructose) as
      sacrificial templates. This class of materials are of great
      importance from the scientific and the technological point of
      view due to their unique properties such as large specific
      surface area and low density, which make them attractive for
      many potential applications. A series of experiments was
      performed by which various of porous metal and ceramic oxides
      hollow spheres were obtained as a final products via
      hydrothermal approach. The as-obtained hollow oxides were
      characterized by SEM, TEM, XRD, IR and nitrogen adsorption
      isotherm (BET). Overall, my work has suggested that using
      simple sugar as sacrificial template in one-pot hydrothermal
      method is efficient to fabricate nano-sized oxides with
      hollow structure. I succeeded in fabricating nanospheres of
      SiO2 by applying glucose as sacrificial template by
      hydrothermal approach for the first time. In addition, I have
      applied fructose as a sacrificial template for fabricating
      Cr2O3, α-Fe2O3, Co3O4, NiO and ZnO with hollow structures for
      the first time to the best of our knowledge. Moreover,
      glucose have been successfully used for fabricating the
      previous oxides hollow spheres. Furthermore, correlations
      between the particle size and the concentration of the sugar
      as well as the ratio of the amount of substance of metal
      precursor and sugar are uncovered; moreover, important
      factors critical to fine-tune the final particle size and
      shape are temperature, reaction time and the addition of
      acetic acid as a catalyst. Considering that metal salt are
      used as the metal precursor and that the precursor is
      available for many metallic elements, I anticipate that using
      monosaccharide as sacrificial templates through hydrothermal
      approach can widen the accessible field of metal oxide hollow
      spheres.
description: Mein Ziel in dieser Dissertation
      ist es eine einfache, umweltfreundliche, ökonomisch sinnvolle
      und additivfreie Syntheseroute für die Herstellung von
      oxidischen Hohlkörpern vorzustellen, welche letztendlich eine
      Optimierung der anorganischen Hohlmaterialien ermöglicht, die
      mittels einer einfachen hydrothermalen Eintopfsynthese unter
      Verwendung von Einfachzuckern (Glucose und Fructose) als
      Templat durchgeführt wird. Diese Klasse von Materialien ist
      vom wissenschaftlichen und technologischen Standpunkt aus
      gesehen von großem Interesse, da sie aufgrund ihrer
      einzigartigen Eigenschaften, wie zum Beispiel eine große
      spezifische Oberfläche und eine geringe Dichte, attraktiv
      sind für viele potentielle Anwendungen. Eine Serie von
      Experimenten wurde durchgeführt, welche verschiedene
      Hohlkugeln aus porösen Metall- bzw. keramischen Oxiden
      lieferte, welche als Produkt aus der hydrothermalen Synthese
      erhalten wurden. Die synthetisierten oxidischen Hohlkörper
      wurden mittels SEM, TEM, XRD, IR und isothermaler
      Stickstoffadsorption (BET) charakterisiert. Insgesamt ergibt
      sich aus meiner Arbeit, dass die Verwendung von
      Einfachzuckern als Templat in einer hydrothermalen
      Eintopfsynthese effizient ist um nanokristallone Oxide mit
      einer Hohlstruktur herzustellen. Es konnten zum ersten Mal
      erfolgreich SiO2 Nanohohlkugeln mit Hilfe von einem
      Glucosetemplat über ein hydrothermales Verfahren herstellt
      werden. Zusätzlich konnte erstmalig Fructose als Templat für
      die Synthese von Hohlstrukturen aus Cr2O3, α-Fe2O3, Co3O4,
      NiO und ZnO anwendet werden. Was auch mit Hilfe eines
      Glucosetemplats für die zuvor genannten Oxide durchgeführt
      werden konnte. Weiterhin konnten Korrelationen zwischen der
      Partikelgröße und der Zuckerkonzentration sowie auch dem
      Verhältnis von Metallprecursor zu Zucker festgestellt werden.
      Weitere wichtige Faktoren zur Partikelgrößen und
      -formselektiven Synthese sind Temperatur, Reaktionszeit und
      die Verwendung eines Katalysators. Beachtet man, dass
      Metallsalze als Ausgangstoff verwendet wurden und diese für
      viele Metalle erhältlich sind, ist damit zu rechnen, dass die
      Verwendung von Einfachzuckern als Templat bei der
      hydrothermalen Synthese den zugängigen Bereich an
      Metalloxidhohlkugeln noch erweitern kann.