Mohamed, Mana

► Forschungsgebiet

Kontinuierliche nasschemische Synthese von Übergangsmetallcarbiden und Verbindungen mit niedrigem Löslichkeitsprodukten im Microjet-Reaktor

Die kontrollierte Synthese von partikulären Systemen, unter anderem Nanopartikeln, stellen eine wichtige Grundlage für verschiedene Anwendungen in der Medizin, Katalyse, Textil- und Lebensmittelbranche, Katalyse, Sensorik, oder Energiespeicherung dar. Dazu müssen die Partikel in einheitlicher Morphologie und in größeren Mengen reproduzierbar hergestellt werden können. Dafür sind vor allem kontinuierliche Verfahren von großer Bedeutung. In der Arbeitsgruppe Kickelbick wird das so genannten MicroJet-Verfahren eingesetzt. Hierbei werden zwei Lösungen unter hohem Druck zu einer Reaktionskammer geleitet, in der eine Reaktion der Edukte erfolgt. Durch die Zuführung eines Transportgases wird das Produkt aus dem Reaktor entfernt. Beim Zusammentreffen der Edukte wirken auf die Lösungen hohe Scherkräfte ein, wodurch es zunächst zu einer vollständigen Durchmischung kommt, bevor die Keimbildung einsetzt. Das erlaubt die Trennung von Keimbildung und Wachstum und ermöglicht eine hohe Kontrolle über die Partikeleigenschaften.
Im Rahmen der Doktorarbeit sollen die Grundlagen von Mischungsphänomenen und Reaktionen im MicroJet-Verfahren untersucht werden. Als Beispielsysteme dienen hierzu Übergangsmetallcarbide (z.B. Mo2C und WC). Diese Partikelsysteme sind Vorstufen für interessante Energiespeichermaterialien. Durch die Kontrolle der Partikelgröße und ihrer Morphologie können beispielsweise Diffusionsphänomene in Energiespeichermaterialien optimiert werden. Da die Mischungszeiten im MicroJet-Reaktor sehr klein sind soll auch die Partikelsynthese von Verbindungen mit niedrigem Löslichkeitsprodukt untersucht werden (z.B. Übergangsmetallsulfide), welche mit konventionellen Methoden nicht kontrolliert hergestellt werden können.