Strukturelle Charakterisierung von Metall- und Metalloxid Nano-Partikeln und Wasserclustern mit Hilfe der Paarverteilungsfunktionsanalyse, PDF-Analyse

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Nanokristalle, die im Größenbereich von ein bis zehn Nanometern liegen können von konventionellen Strukturanalysen nicht erfasst werden. Für klassisch Beugungsanalysen sind sie zu klein, für spektroskopische Verfahren sind sie zu groß. Die Paarverteilungsfunktionsanalyse überbrückt diese Lücke und bietet für diese Fragestellung einen Ausweg an, der mit Hilfe moderner Methoden, das sind leistungsstarke Rechner und in Q hochauflösende Diffraktometer, den atomaren Aufbau der Nano-Partikel aus der Analyse von Röntgen- bzw. Neutronenstreudaten ermitteln kann. Dieser Fragestellung wird an drei Systemen aus der eigenen Arbeit nachgegangen. Zum einen sollen in mesoporösen Silicas vom Typ MCM-48 bzw. MCM-41 der Aufbau der Matrix sowie die Struktur von in den Poren der Matrix verkapselten Nano-Metallclustern bestimmt werden, deren spezifische katalytische Eigenschaften interessieren. Ein weiteres Themenfeld sind die Strukturen und Wechselwirkungen von Wasserclustern in Porenhohlräumen von mikroporösen Alumophosphaten, die bei solarthermischen Anwendungen als Energiespeicher eingesetzt werden. Zum Schluss werden delaminierte Schichtsilicate strukturell untersucht, die aufgrund ihrer Oberflächenstruktur als heterogene Katalysatoren und Sorbentien eingesetzt werden.