Feststoffe mit hohen Oberflächen

Materialien mit sehr großen Oberflächen dienen als Katalysatoren oder als Trägermaterialien für Katalysatoren. Sie werden typischerweise durch Fällungsreaktionen, Sol-Gel-Prozesse oder Flammenpyrolyse erhalten. Zu diesen Methoden bietet die Verwendung von Exotemplaten eine interessante Alternative. Dabei werden beispielsweise poröse Kohlenstoffmatrices als umhüllende Exotemplate („hard templates“) verwendet. So können beispielsweise die Poren einer Kohlenstoffmatrix mit einer geeigneten wässrigen Salzlösung gefüllt werden. Durch eine anschließende thermische Behandlung an Luft wird zunächst das Wasser verdampft, wobei sich Metallsalz-Partikel in den Poren bilden. Letztere werden beim weiteren Erhitzen zu Oxiden umgesetzt, deren Größe durch die Porendimensionen der Kohlenstoffe limitiert wird. Schließlich wird der Kohlenstoff durch Abbrennen an Luft entfernt, wodurch Metalloxide mit sehr hohen spezifischen Oberflächen erhalten werden. Die gebildeten Metalloxid-Aggregate spiegeln dabei die Struktur der Porensysteme wider oder fallen, je nach Befüllungsgrad der Poren, als feine Pulver an. Durch Verwendung von Kohlenstoff-Aerogelen als Template können so beispielsweise amorphe Aluminiumoxide mit spezifischen Oberflächen von 300 m²/g und Porenvolumen von mehr als 1.5 mL/g hergestellt werden.