Anorganische Chemie

Abb. 1: Zweistufiges Verfahren zur Funktionalisierung anorganischer Partikeloberflächen

Die AG Binnewies ist im Rahmen des Innovationsverbundes „NANOKOMP –Nanostrukturierte Kompositmaterialien – von der Entwicklung in die Produktion und Anwendung“ im Arbeitskreis Beschichtungen tätig. Neben der Herstellung und Charakterisierung photokatalytisch aktiver Brookit-Beschichtungen in Zusammenarbeit mit der AG Bahnemann werden in der AG Binnewies anorganische Partikel für verschiedene Anwendungen funktionalisiert. Die funktionalisierten Partikel werden in anderen Teilbereichen des Projektes weiterverarbeitet.

Ein in der AG Binnewies entwickeltes zweistufiges Verfahren wird zur Funktionalisierung anorganischer Oberflächen verwendet. Dabei wird zunächst die Oberfläche der Partikel mit einem Kupplungsreagenz wie z.B. Silicium(IV)-chlorid aktiviert. Die daraus resultierende hohe Reaktivität der Oberfläche wird in einem zweiten Schritt genutzt, um beliebige Funktionalitäten an die Oberfläche zu binden. So werden Feststoffpartikel mit maßgeschneiderten Oberflächen
generiert. Das Verfahren ist schematisch in Abb. 1 dargestellt.

Abb. 2: Silanisierung eines anorganischen Partikels

Die Brookit-Beschichtung soll dann mittels eines in der AG Bahnemann entwickelten Verfahrens durch geeignete Wahl der Funktionalitäten auf der Oberfläche realisiert werden. Brookit ist eine der drei Modifikationen von Titandioxid. Im Vergleich zu den anderen beiden Modifikationen Anatas und Rutil weist Brookit eine hohe photokatalytische Aktivität auf und erweckt somit Interesse für Anwendungen bei photokatalytischen Abbaureaktionen und der photokatalytischen Wasserspaltung zur Erzeugung von Wasserstoff als Energieträger.

Eine weitere Möglichkeit zur Funktionalisierung von anorganischen Oberflächen ist die Silanisierung. In Abb. 2 ist die Funktionalisierung eines Partikels mit einem Silan schematisch dargestellt. Ein Silan besitzt an einem Ende einen hydrolysierbaren Teil, der mit der Partikeloberfläche reagiert und am anderen Ende eine variable Kopfgruppe, die an die gewünschten Anforderungen angepasst werden kann. So kann z.B. eine bessere Einbindung von Füllstoffen in Polymersysteme durch geeignete Wahl der am Silan befindlichen organischen Reste erhalten werden.


Ansprechpartner: Prof. Dr. Michael Binnewies
Leibniz Universität Hannover - Institut für Anorganische Chemie (AC)