Dokument: Synthese und Untersuchung von Übergangsmetall-Nanopartikeln in ionischen Flüssigkeiten, Immobilisierung auf funktionalisierte Graphenoberflächen und Katalyse

Titel:	Synthese und Untersuchung von Übergangsmetall-Nanopartikeln in ionischen Flüssigkeiten, Immobilisierung auf funktionalisierte Graphenoberflächen und Katalyse
Weiterer Titel:	Syntheses and analyses of transition-metal nanoparticles in ionic liquids, immobilization on functionalized graphene surfaces and catalysis
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=23588
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20140730-105154-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dipl.-Chem Marquardt, Dorothea [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 16,21 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 24.01.2013 / geändert 24.01.2013
Beitragende:	Prof. Dr. Janiak, Christoph [Gutachter] Prof. Dr. Ganter, Christian [Gutachter]
Stichwörter:	Übergangsmetall-Nanopartikel, ionische Flüssigkeiten, funktionalisierte Graphene, Katalyse
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Die Darstellung von langzeitstabilen Übergangsmetall-Nanopartikeldispersionen mit Nanopartikeln kleiner Durchmessern (< 10 nm) und engen Größenverteilungen erfolgte über die Diwasserstoffreduktion von Metallsalzen, oder über die thermische, mikrowellenassistierte oder photolytische Zersetzung von Metallcarbonylkomplexen und Hydrocarbylkomplexen, ohne den Zusatz stabilisierender Liganden, in ionischen Flüssigkeiten, protischen, aprotisch polaren und aprotisch unpolaren organischen Lösungsmittlen. Die thermische Zersetzung von Ru3(CO)12, Ru6(CO)16, Ir4(CO)12 und MeCpPt(Me)3 in Dispersionen von thermisch reduziertem Graphitoxid und seiner Thiolderivate führte zur Darstellung von Compositmaterialien von Metall-Nanopartikeln und funktionalisiertem Graphen. Die Bildung und Ablagerung der Metall-Nanopartikel auf Oberflächen von thermisch reduziertem Graphitoxid und seiner Thiolderivate geschah aufgrund des Templateffektes der ionischen Flüssigkeit 1-nButyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborat. Es wurde gezeigt, dass die Verwendung von Propylencarbonat, anstelle von 1-nButyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborat, als Dispergenz, zur Bildung von größeren und facettierten Ru-Nanopartikeln auf den Oberflächen von thermisch reduziertem Graphitoxid führte. Die Charakterisierung der Übergangsmetall-Nanopartikel erfolgte über TEM, HRTEM und HAADF-STEM Analytik. Ergänzend zu der statistischen Auswertung der Partikelgrößen über mikroskopische Methoden, wurden die durchschnittlichen Partikeldurchmesser von immobilisierten Metall-Nanopartikeln aus PXRD-Daten anhand der Scherrer-Gleichung berechnet. Die Dispersionen von Pt-Nanopartikeln in ionischen Flüssigkeiten wurden als Zweiphasenkatalysatorsysteme in flüssig-flüssig Hydrosilylierungsreaktionen von terminalen und internen Aklinen mit Triethylsilan und Triethoxysilan verwendet. Das Compositmaterial der auf Oberflächen von thermisch reduziertem Graphitoxid immobilisierten Ir-Nanopartikel wurde als Heterogenkatalysator in Hydrierungsreaktionen von Benzol zu Cyclohexan, unter Rückgewinnung und Wiederverwendung, in bis zu zehn Reaktionsläufen eingesetzt. Dispersions of transition-metal nanoparticles with small diameters (< 10 nm) were synthesized by hydrogen reduction of metal salts or by decomposition of metal-organic precursors like metal carbonyls and hydrocarbyl complexes, under photolytic conditions or conventional or microwave-assisted heating in functionalized and unfunctionalized ionic liquids without the need of additional stabilizers. The decomposition of Ru3(CO)12, Ru6(CO)16, Ir4(CO)12 or MeCpPt(Me)3 in dispersions of thermally reduced graphite oxide or its thiol derivates under optimized microwave-assisted heating conditions resulted in metal-nanoparticle/thermally reduced graphite oxide composite materials. Deposition of transition metal-nanoparticles on surfaces of thermally reduced graphite oxide and its thiol derivates apparently depended on the template-affected formation of Ru-, Rh-, Ir- and Pt-nanoparticles by the ionic liquid 1-nbutyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate. It has been shown that the use of propylene carbonate instead of ionic liquid 1-nbutyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate as dispergant for starting materials led to formation of larger irregular-shaped Ru-nanoparticles decorating sheets of thermally reduced graphite oxide. Metal-nanoparticles from dispersions and metal-nanoparticle/thermally reduced graphite oxide (and its thiol anlog) composite materials were characterized by TEM, HRTEM and HAADF-STEM analyses resulting in statistical interpretations of particle diameters and size distributions. In agreement with particle size distributions determined from microscopic measurements average particle diameters were calculated from powder X-ray diffraction data by the Scherrer-equation. Both, dispersions of transition metal-nanoparticles and metal-nanoparticle/carbon based composite materials were used for catalytic applications. Dispersions of Pt-nanoparticles in imidazolium-, ammonium- and pyrimidinium-based ionic liquids were applied as catalytic systems in biphasic (liquid-liquid) hydrosilylation reactions of terminal and internal alkynes. The composite material of reduced graphite oxide immobilized Ir-nanoparticles was used as highly potential heterogeneous catalytic system in hydrogenation reactions of benzene to cyclohexane under recovering and reuse of the catalyst material in up to ten reaction runs.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Anorganische Chemie und Strukturchemie
Dokument erstellt am:	30.07.2014
Dateien geändert am:	30.07.2014
Promotionsantrag am:	29.11.2012
Datum der Promotion:	15.01.2013