@phdthesis{Schulze2017,
  author    = {Schulze, Nicole},
  title     = {Neue Templatphasen zur anisotropen Goldnanopartikelherstellung durch den Einsatz strukturbildender Polymere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-409515},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VI, 117, xv},
  year      = {2017},
  abstract  = {Ziel der vorliegenden Arbeit war die Synthese und Charakterisierung von anisotropen Goldnanopartikeln in einer geeigneten Polyelektrolyt-modifizierten Templatphase. Der Mittelpunkt bildet dabei die Auswahl einer geeigneten Templatphase, zur Synthese von einheitlichen und reproduzierbaren anisotropen Goldnanopartikeln mit den daraus resultierenden besonderen Eigenschaften. Bei der Synthese der anisotropen Goldnanopartikeln lag der Fokus in der Verwendung von Vesikeln als Templatphase, wobei hier der Einfluss unterschiedlicher strukturbildender Polymere (stark alternierende Maleamid-Copolymere PalH, PalPh, PalPhCarb und PalPhBisCarb mit verschiedener Konformation) und Tenside (SDS, AOT - anionische Tenside) bei verschiedenen Synthese- und Abtrennungsbedingungen untersucht werden sollte. Im ersten Teil der Arbeit konnte gezeigt werden, dass PalPhBisCarb bei einem pH-Wert von 9 die Bedingungen eines R{\"o}hrenbildners f{\"u}r eine morphologische Transformation von einer vesikul{\"a}ren Phase in eine r{\"o}hrenf{\"o}rmige Netzwerkstruktur erf{\"u}llt und somit als Templatphase zur formgesteuerten Bildung von Nanopartikeln genutzt werden kann. Im zweiten Teil der Arbeit wurde dargelegt, dass die Templatphase PalPhBisCarb (pH-Wert von 9, Konzentration von 0,01 wt.\%) mit AOT als Tensid und PL90G als Phospholipid (im Verh{\"a}ltnis 1:1) die effektivste Wahl einer Templatphase f{\"u}r die Bildung von anisotropen Strukturen in einem einstufigen Prozess darstellt. Bei einer konstanten Synthesetemperatur von 45 °C wurden die besten Ergebnisse bei einer Goldchloridkonzentration von 2 mM, einem Gold-Templat-Verh{\"a}ltnis von 3:1 und einer Synthesezeit von 30 Minuten erzielt. Ausbeute an anisotropen Strukturen lag bei 52 \% (Anteil an dreieckigen Nanopl{\"a}ttchen von 19 \%). Durch Erh{\"o}hung der Synthesetemperatur konnte die Ausbeute auf 56 \% (29 \%) erh{\"o}ht werden. Im dritten Teil konnte durch zeitabh{\"a}ngige Untersuchungen gezeigt werden, dass bei Vorhandensein von PalPhBisCarb die Bildung der energetisch nicht bevorzugten Pl{\"a}ttchen-Strukturen bei Raumtemperatur initiiert wird und bei 45 °C ein Optimum annimmt. Kintetische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Bildung dreieckiger Nanopl{\"a}ttchen bei schrittweiser Zugabe der Goldchlorid-Pr{\"a}kursorl{\"o}sung zur PalPhBisCarb enthaltenden Templatphase durch die Dosierrate der vesikul{\"a}ren Templatphase gesteuert werden kann. In umgekehrter Weise findet bei Zugabe der Templatphase zur Goldchlorid-Pr{\"a}kursorl{\"o}sung bei 45 °C ein {\"a}hnlicher, kinetisch gesteuerter Prozess der Bildung von Nanodreiecken statt mit einer maximalen Ausbeute dreieckigen Nanopl{\"a}ttchen von 29 \%. Im letzten Kapitel erfolgten erste Versuche zur Abtrennung dreieckiger Nanopl{\"a}ttchen von den {\"u}brigen Geometrien der gemischten Nanopartikell{\"o}sung mittels tensidinduzierter Verarmungsf{\"a}llung. Bei Verwendung von AOT mit einer Konzentration von 0,015 M wurde eine Ausbeute an Nanopl{\"a}ttchen von 99 \%, wovon 72 \% dreieckiger Geometrien hatten, erreicht.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{MbayaMani2017,
  author    = {Mbaya Mani, Christian},
  title     = {Functional nanoporous carbon-based materials derived from oxocarbon-metal coordination complexes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-407866},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {IV, 135},
  year      = {2017},
  abstract  = {Nanoporous carbon based materials are of particular interest for both science and industry due to their exceptional properties such as a large surface area, high pore volume, high electroconductivity as well as high chemical and thermal stability. Benefiting from these advantageous properties, nanoporous carbons proved to be useful in various energy and environment related applications including energy storage and conversion, catalysis, gas sorption and separation technologies. The synthesis of nanoporous carbons classically involves thermal carbonization of the carbon precursors (e.g. phenolic resins, polyacrylonitrile, poly(vinyl alcohol) etc.) followed by an activation step and/or it makes use of classical hard or soft templates to obtain well-defined porous structures. However, these synthesis strategies are complicated and costly; and make use of hazardous chemicals, hindering their application for large-scale production. Furthermore, control over the carbon materials properties is challenging owing to the relatively unpredictable processes at the high carbonization temperatures. In the present thesis, nanoporous carbon based materials are prepared by the direct heat treatment of crystalline precursor materials with pre-defined properties. This synthesis strategy does not require any additional carbon sources or classical hard- or soft templates. The highly stable and porous crystalline precursors are based on coordination compounds of the squarate and croconate ions with various divalent metal ions including Zn2+, Cu2+, Ni2+, and Co2+, respectively. Here, the structural properties of the crystals can be controlled by the choice of appropriate synthesis conditions such as the crystal aging temperature, the ligand/metal molar ratio, the metal ion, and the organic ligand system. In this context, the coordination of the squarate ions to Zn2+ yields porous 3D cube crystalline particles. The morphology of the cubes can be tuned from densely packed cubes with a smooth surface to cubes with intriguing micrometer-sized openings and voids which evolve on the centers of the low index faces as the crystal aging temperature is raised. By varying the molar ratio, the particle shape can be changed from truncated cubes to perfect cubes with right-angled edges. These crystalline precursors can be easily transformed into the respective carbon based materials by heat treatment at elevated temperatures in a nitrogen atmosphere followed by a facile washing step. The resulting carbons are obtained in good yields and possess a hierarchical pore structure with well-organized and interconnected micro-, meso- and macropores. Moreover, high surface areas and large pore volumes of up to 1957 m2 g-1 and 2.31 cm3 g-1 are achieved, respectively, whereby the macroscopic structure of the precursors is preserved throughout the whole synthesis procedure. Owing to these advantageous properties, the resulting carbon based materials represent promising supercapacitor electrode materials for energy storage applications. This is exemplarily demonstrated by employing the 3D hierarchical porous carbon cubes derived from squarate-zinc coordination compounds as electrode material showing a specific capacitance of 133 F g-1 in H2SO4 at a scan rate of 5 mV s-1 and retaining 67\% of this specific capacitance when the scan rate is increased to 200 mV s-1. In a further application, the porous carbon cubes derived from squarate-zinc coordination compounds are used as high surface area support material and decorated with nickel nanoparticles via an incipient wetness impregnation. The resulting composite material combines a high surface area, a hierarchical pore structure with high functionality and well-accessible pores. Moreover, owing to their regular micro-cube shape, they allow for a good packing of a fixed-bed flow reactor along with high column efficiency and a minimized pressure drop throughout the packed reactor. Therefore, the composite is employed as heterogeneous catalyst in the selective hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-dimethylfuran showing good catalytic performance and overcoming the conventional problem of column blocking. Thinking about the rational design of 3D carbon geometries, the functions and properties of the resulting carbon-based materials can be further expanded by the rational introduction of heteroatoms (e.g. N, B, S, P, etc.) into the carbon structures in order to alter properties such as wettability, surface polarity as well as the electrochemical landscape. In this context, the use of crystalline materials based on oxocarbon-metal ion complexes can open a platform of highly functional materials for all processes that involve surface processes.},
  language  = {en}
}