Organosilica monoliths with multiscale porosity

Monolithische Materialien mit einer hierarchischen Porenstruktur sind vielversprechende Kandidaten fur technische Anwendungen wie Chromatographie und Katalyse. Mikrometergrose und ineinander verschlungene Poren sorgen fur einen sehr guten Massentransport durch das Material und die Nanoporen, welche sich in dem Grundgerust des Materials befinden, schaffen eine riesige Oberflache und damit viel Platz fur etwaige Funktionalisierungen. Jedoch ist die Synthese solcher Materialien immer noch eine grose Herausforderung. Diese Arbeit beschaftigt sich deshalb mit der Herstellung und Charakterisierung von neuartigen Organosilika-Monolithen mit einer hierarchischen Porenstruktur. Verschiedene ethylenglykol-modifizierte Carbosilane wurden in einem Sol-Gel Prozess in wassriger und salzsaurer Losung in der Gegenwart des strukturdirigierenden Blockcopolymers Pluronic P123 umgesetzt. Die resultierenden nassen Gele wurden uberkritisch getrocknet, um hochporose monolithische Materialien zu erhalten. Der Einfluss des Tensids und der Carbosilane auf die Strukturbildung wurde mit Standardmethoden der Materialwissenschaften wie Sorptionsmessungen, Elektronenmikroskopie und insbesondere mit Rontgenkleinwinkelstreuung (SAXS) untersucht. Zusatzlich wurden in-situ SAXS Messungen durchgefuhrt um die Gelierung und die Mesostrukturbildung zeitlich zu verfolgen. Mit diesen Ergebnissen war es moglich, Ruckschlusse auf die Kinetik des Prozesses zu ziehen. Desweiteren wurden die Organosilika-Monolithen hinsichtlich ihres Potentials als Keramik-Vorstufen fur Siliziumoxykarbid-Monolithen mit einer hierarchischen Porenstruktur untersucht. Die hohe Porositat, thermische und chemische Stabilitat machen diese Materialien zu geeigneten Kandidaten fur Anwendungen unter rauen Bedingungen.