Hierarchische Nanofertigung: von geformten Zeolithnanopartikeln zu hochleistungsfähigen Trennmembranen

Authors


Abstract

Seit über einem Jahrzehnt wird verstärkt an Alternativen zu energieintensiven industriellen Trennungen geforscht, die auf der hochauflösenden Selektivität dünner Zeolithfilme beruhen. Allerdings haben Membranen aus verwachsenen, orientierten Zeolithkristallen weder eine breite kommerzielle Anwendung gefunden, noch sind sie in Nischenmärkten verbreitet. Ursache dafür sind unbefriedigende Trennleistungen, hohe Kosten und Probleme bei der Maßstabsvergrößerung. Ein rationales Materialdesign war bis vor kurzem wegen des schwer aufzuklärenden Zeolithwachstumsmechanismus kaum möglich, sodass weitgehend empirisch vorgegangen wurde. Neue Einblicke in das Zeolithwachstum und jüngste Fortschritte beim Aufbau von Kristallmikrostrukturen und -morphologien, bei der Konstruktion kristalliner Monoschichten und der Synthese geordneter Filme bieten jedoch gute Ansätze, um auch die strikten Anforderungen industrieller Anwendungen zu erfüllen. Im Zusammenspiel mit neuartigen Verarbeitungmöglichkeiten sollte somit die Herstellung industriell nutzbarer Zeolithmembranen in hierarchischen Verfahren möglich werden. Diese Entwicklungen eröffnen vielversprechende Perspektiven nicht nur für Trennungen, sondern auch für den Aufbau neuartiger und komplexer Funktionsmaterialien wie molekularer Sensoren, mechanisch stabiler Dielektrika und neuartiger Reaktionsdiffusionssysteme.

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