Nanometallurgy in organic solution

  • This work presents the synthesis of intermetallic transition metal aluminide and -zincide nanoparticles by decomposition of organometallic all-hydrocarbon complexes under hydrogen pressure in organic solution. Based on the clean decomposition of the low valent aluminium organyl [(AlCp*)\(_{4}\)] under 3 bar H\(_{2}\) pressure in mesitylene (150\(^{o}\)C) to Al(0) and Cp*H, a general route to intermetallic metal aluminide phases M\(_{1-x}\)Al\(_{x}\) (M = Co, Ni, Cu; 0.10 \(\leq\) x \(\leq\) 0.50) was developed. Analogously, the compound [ZnCp*\(_{2}\)] was co-decomposed with [CpCu(PMe\(_{3}\))] to give Cu/Zn brass nanoparticles. The alloy particles could be stabilised as colloidal solutions by addition of various surfactants. The intentional oxidation of the obtained nanoparticles gave core-shell particles of the type (Al\(_{2}\)O\(_{3}\))\(_{\delta}\)@ M\(_{1-x}\)Al\(_{x-\delta}\), where the E-oxide covers the transition metal enriched core and protects it from oxidation. A decrease of the E content down to < 15 at.% E led to an incomplete shell, which allows an oxidation of the core.
  • Diese Arbeit befasst sich mit der Synthese von intermetallischen Übergangsmetallaluminid und -zinkid Nanopartikeln durch Ko-Zersetzung metallorganischer all-hydrocarbon Komplexe unter Wasserstoffdruck in organischen Lösungsmitteln. Basierend auf der quantitativen Zersetzung der niedervalenten Al-Verbindung (AlCp*)\(_{4}\) unter 3 bar H\(_{2}\) in Mesitylen (150\(^{o}\)C) zu Al(0) und Cp*H wurde ein allgemeiner Zugang zu Metallaluminiden M\(_{1-x}\)Al\(_{x}\) (M = Co, Ni, Cu; 0.10 \(\leq\) x \(\leq\) 0.50) ermöglicht. Entsprechend zersetzt sich die Verbindung ZnCp*\(_{2}\) mit dem Komplex CpCu(PMe\(_{3}\)) zu Messingpulver. Die Legierungspartikel können als kolloidale Lösungen durch Zugabe geeigneter Liganden stabilisiert werden. Die vorsätzliche Oxidation der erhaltenen Nanopartikel führt zu (Al\(_{2}\)O\(_{3}\))\(_{\delta/2}\)@ M\(_{1-x}\)Al\(_{x-\delta}\) Kern-Schale Partikeln, wobei das Al\(_{2}\)O\(_{3}\) den metallreichen Kern umhüllt und damit vor Oxidation schützt. Eine Verminderung des Gehalts an Al auf < 15 mol% führt zu einer unvollständigen Schale, wodurch der Metallkern oxidiert wird.

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Metadaten
Author:Mirza CokojaORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-19516
Subtitle (English):organometallic synthesis of intermetallic transition metal aluminide and -zincide nanoparticles
Referee:Roland A. FischerGND, Christof WöllORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2007/07/04
Date of first Publication:2007/07/04
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie
Date of final exam:2007/06/22
Creating Corporation:Fakultät für Chemie und Biochemie
GND-Keyword:Hume-Rothery-Phase; Aluminide; Kolloid; Nanopartikel; Übergangsmetall
Institutes/Facilities:Lehrstuhl für Anorganische Chemie II, Organometallics & Materials Chemistry
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie, Kristallographie, Mineralogie
faculties:Fakultät für Chemie und Biochemie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht