Katalyse und Materialsynthese

Gruppe

Präparation keramischer Pulver

Thema

Keramische Pulver.

Beschichtung: Katalysator auf Sauerstoff-Speicher-Material.

Für jeden keramischen Formgebungsprozess müssen geeignete Pulver zur Verfügung gestellt werden. Kriterien sind u.a. die Phasenreinheit, der Phasenbestand, Dotierungen, eventuelle Verunreinigungen, die Kornform und die Korngrößenverteilung.

Mischleitende und katalytisch aktive Materialien zeigen häufig eine erhöhte chemische Reaktivität, so dass bei der Herstellung und Handhabung der Pulver und Precursoren oft besondere Bedingungen eingehalten werden müssen. Diese Anforderungen und ein oftmals geringer Mengen-Bedarf im Bereich der Forschung haben zur Folge, dass diese Produkte oft nicht kommerziell erhältlich sind. Andererseits werden in der Literatur häufig nur Ansatzgrößen im Gramm-Maßstab beschrieben.

Aus diesen Gründen werden keramische Pulver und z.T. auch keramische Precursoren in Eigensynthese hergestellt. Dabei werden Chargengrößen bis ca. fünf Kilogramm realisiert. Diese Pulver können anschließend im Haus einem Formgebungsprozess unterzogen und auf ihre funktionellen Eigenschaften hin untersucht werden (z.B. als Membranmaterialien, Katalysatoren, …).

 

Präparationsmethoden

 

  • Modifizierte Mischoxidtechnik:
    Reaktive Ausgangsstoffe wie amorphe Oxide, Hydroxide und Karbonate werden nach dem Mahlen in einem einmaligen Kalzinierungsschritt in die geforderte Phase überführt.
  • Fällungstechnologien:
    Mittels geeigneter Fällungsmittel können aus homogenen Lösungen Fällprodukte isoliert werden, die in keramische Pulver überführt werden können. Spezielle Methoden, wie Sol-Gel-Verfahren sind in kleinen Ansätzen möglich.
  • Mahltechnik:
    Je nach Chargengröße, Eigenschaften und Korngrößenanforderungen kommen verschiedene Mahlaggregate (Trocken- und Nassmahlung) zum Einsatz.
  • Verbrennungssynthese:
    Für kleinere Ansätze kann eine „Combustion Synthesis“ bzw. auch Flammenpyrolyse von Precursoren und Precursormischungen bzw. deren Lösungen durchgeführt werden.

 

Leistungsangebot

 

  • Präparation bekannter und neuer Materialzusammensetzungen
  • Kontrolle und Optimierung des Phasenbestandes durch XRD inkl. Rietveld-Analyse
  • Kontrolle und Optimierung der granulometrischen Eigenschaften durch unterschiedliche Präparationsbedingungen bzw. Einsatz verschiedener  Mahltechniken
  • Charakterisierung von Suspensionen (rheologische Untersuchungen, Strömungs- bzw. Zetapotential inkl. der Abhängigkeit von pH-Wert und Dispergator-Konzentration)
  • Beschichtungen