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Katalyse besser verstehen

Chemie im Goldschwamm

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Wie man einen Goldschwamm macht

Als Ausgangsmaterial für ihre Studie benutzen die Forscher Gold-Silber-Legierungen in Tablettenform. Daraus stellen sie die Gold-Nanoschwämme her. „Da Silber das unedlere Metall ist, lösen wir es mithilfe von Salpetersäure oder elektrischer Spannung aus dem Festkörper heraus“, erklärt Wittstock den Prozess. Die goldglänzende Tablette nimmt daraufhin eine bräunliche Farbe an. Unter dem Elektronenmikroskop wird der poröse Charakter sichtbar.

Wie sich in der ersten Projektphase gezeigt hat, werden jedoch nicht alle Silber-Atome vollständig aus dem Gitter herausgelöst. „Es bilden sich abgekapselte Bereiche, in denen die ursprüngliche Legierung erhalten bleibt“, berichtet Wittstock. Und nahe der Oberfläche befindliche Silber-Atome sind sogar wichtig für die Katalyse – so eine Erkenntnis der bisherigen Untersuchungen.

Aktuelle Untersuchungen

In der zweiten Projektphase geht es nun darum, die Oberflächenchemie noch besser zu verstehen. Wittstock und sein Team beschäftigen sich unter anderem mit Umlagerungsprozessen, die innerhalb der winzigen Stege aus Gold schon bei Raumtemperatur in Gang kommen. Die Chemiker wollen herausfinden, wie sich dieser unerwünschte Prozess stoppen lässt, zum Beispiel durch Zusatzstoffe, die sich auf der Goldoberfläche ablagern.

Auch zwei weitere Arbeitsgruppen des Jülicher Forschungszentrums sind an dem DFG-geförderten Projekt beteiligt: Wittstocks Kollege Prof. Dr. Thorsten Klüner will chemische Prozesse aufklären, die sich bei der Oxidation von Methanol und Propylen auf der Oberfläche des nanoporösen Goldes abspielen. In der Gruppe von Kollegin und Prof. Dr. Mehtap Özaslan geht es um katalytisch aktive Nanopartikel mit besonderen Eigenschaften. Sie möchte die Größe dieser Nanoteilchen, ihre Porosität sowie den Anteil an unedleren Metallen bei der Herstellung zu kontrollieren lernen.

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