Prozessparameter zur Herstellung von nanostrukturiertem Zirkoniumoxid durch Sol-Gel-Verfahren

In dieser Studie wurde die Synthese von nanostrukturiertem Zirkonoxid mittels Sol-Gel-Verfahren untersucht mit dem Ziel den Einfluss der Verarbeitungsparameter auf die Art und Größe der Phasen zu ermitteln. Als Ausgangsstoff wurde Zirkonium-n-propoxid verwendet und es wurden verschiedene Parameter untersucht darunter der pH-Wert (unter Verwendung von HNO3 CH3COOH und NH4OH) das Lösungsmittel (Ethanol und n-Propanol) die Synthesetemperatur sowie die Dauer und Temperatur der Wärmebehandlung. Die Partikelgrößen und die Polydispersität der kolloidalen Dispersionen wurden in situ mittels dynamischer Lichtstreuung bestimmt. In essigsäurehaltigem Medium lag der Großteil der Population unter 100 nm. Mit der Zugabe von NaCl erreichte die maximale Partikelgröße 71 nm. Bei anderen Reaktionsmedien (HNO3 und ohne Säure oder Base) lag die größte Partikelgröße in der Größenordnung von Mikrometern. Die Verteilungskurve der Poren im Durchmesser zeigte dass die Pulver Mesoporen von weniger als 4 nm aufweisen sollten. Diese Eigenschaften deuten darauf hin dass die synthetisierten Zirkoniumdioxidpulver potenziell zur Herstellung von Keramikmembranen für Ultrafiltrationsprozesse verwendet werden können.