Multimodal Porous Particles
Auf einen Blick
- Projektleiter/in : Dr. Dominik Brühwiler
- Projektteam : Samuel Gallagher, Dr. Michael Reber, Nicola Zucchetto
- Projektvolumen : CHF 413'000
- Projektstatus : abgeschlossen
- Drittmittelgeber : SNF (SNF-Projektförderung / Projekt Nr. 172805)
- Kontaktperson : Dominik Brühwiler
Beschreibung
Silikat-basierte Materialien mit definierten Nanoporen sind für ein breites Spektrum von Anwendungen interessant. Die Eigenschaften konventioneller nanoporöser Materialien werden hauptsächlich von der mittleren Porengrösse und von der Art der Porenstruktur bestimmt. Solche unimodale poröse Materialien zeigen allerdings strukturbedingte Nachteile, die beispielweise im Einsatz als Träger für katalytisch aktive Zentren oder als Partikel zum Transport von Wirkstoffen stark limitierend wirken. Durch die Synthese multimodaler poröser Partikel und die dadurch erreichte Kombination verschiedener Porensysteme können die Eigenschaften der nanoporösen Partikel besser auf eine spezifische Anwendung abgestimmt werden.
Durch neue Synthesekonzepte sollen die strukturelle Vielfalt und das Verständnis nanoporöser Materialien erweitert werden. Im Mittelpunkt stehen anorganische und organische Partikel mit definierten Porensystemen. Die Kombination von Systemen mit unterschiedlichen Porengrössen und die gezielte Anordnung dieser Systeme in einem Partikel (Kern-Schale-Prinzip) tragen zur Optimierung der Materialeigenschaften bei. Die Synthesewege sollen zudem eine Kontrolle der Partikelgrösse im Mikro- und Submikrometerbereich erlauben.
Ökologisch und toxikologisch unbedenkliche Materialien für Katalyse, Wirkstofftransport, Adsorption und Separation, sowie Sensortechnologie gewinnen zunehmend an Bedeutung. Silikat-basierte poröse Materialien bieten diesbezüglich zwar ideale Voraussetzungen, ihre Eigenschaften sind aber in der Regel nicht für spezifische Anwendungen massgeschneidert. Die in diesem Projekt untersuchten Synthesekonzepte erlauben eine unabhängige Kontrolle von Porenstrukturen, Partikelgrössen und Oberflächenchemie. Die Konzepte erweitern daher die Einsatzmöglichkeiten poröser Materialien und tragen zum Verständnis von Porensystemen im Nanometerbereich bei.
Publikationen
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Calzaferri, Gion; Gallagher, Samuel H.; Brühwiler, Dominik,
2022.
Microporous and Mesoporous Materials.
330(111563).
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2021.111563
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Calzaferri, Gion; Gallagher, Samuel; Brühwiler, Dominik,
2021.
Microporous and Mesoporous Materials.
312(110744).
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2020.110744
-
Gallagher, Samuel H.; Schlauri, Paul; Cesari, Emanuele; Durrer, Julian; Brühwiler, Dominik,
2021.
Nanoscale Advances.
3(22), S. 6459-6467.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1039/D1NA00599E
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Gallagher, Samuel; Trussardi, Olivier; Lipp, Oliver; Brühwiler, Dominik,
2020.
Hollow silica cubes with customizable porosity.
Materials.
13(11), S. 2474.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.3390/ma13112474
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Zucchetto, Nicola; Brühwiler, Dominik,
2018.
Chemistry of Materials.
30(20), S. 7280-7286.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b03603
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Reber, Michael; Zucchetto, Nicola; Brühwiler, Dominik,
2018.
Synthesis of advanced mesoporous materials by partial pseudomorphic transformation.
Chimia.
72(3), S. 158-159.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.2533/chimia.2017.158
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Zucchetto, Nicola; Reber, Michael; Pestalozzi, Lias; Schmid, Ramon; Neels, Antonia; Brühwiler, Dominik,
2018.
The structure of mesoporous silica obtained by pseudomorphic transformation of SBA-15 and SBA-16.
Microporous and Mesoporous Materials.
257, S. 232-240.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.08.046