Nanoporöse Metallschäume

Abstract

Nanoporöse Metallschäume (NMFs) werden seit langem als eine Klasse von Stoffen für leitfähige und katalytische Materialien mit großen Oberflächen untersucht. Dieser Aufsatz gibt einen Überblick über neue Strategien für die Herstellung von NMFs mit einem Schwerpunkt auf der Verbrennungssynthese und diskutiert aktuelle Anwendung von NMFs, unter anderem zur Speicherung von Wasserstoff und in der Katalyse.

Synthesis of Porous Metallic Monoliths via Chemical Reduction of Au(I) and Ag(I) Nanostructured Sheets

“…2 The synthesis of a wide range of nonmetallic porous foams has been described, including metal oxides, metal chalcogenides, organic polymers, and carbon-based materials. 2 Despite their importance in electro-and heterogeneous catalysis, there are few reports concerning the controlled synthesis of porous metal monoliths. Classic processes for the fabrication of metallic foams include dealloying, template methods, sol−gel assembly of prefabricated nanoparticles, nanosmelting of hybrid polymer−metal oxide aerogels, and the combustion of metal complexes.…”

“…Their monolithic nature enables their use in large scale processes while avoiding the need of a supporting substrate for many applications including those in batteries, hydrogen storage, SERS, antimicrobial materials, lightweight structures, and heat sinks, among others. 2 The synthesis of a wide range of nonmetallic porous foams has been described, including metal oxides, metal chalcogenides, organic polymers, and carbon-based materials. 2 Despite their importance in electro-and heterogeneous catalysis, there are few reports concerning the controlled synthesis of porous metal monoliths.…”

“…Classic processes for the fabrication of metallic foams include dealloying, template methods, sol−gel assembly of prefabricated nanoparticles, nanosmelting of hybrid polymer−metal oxide aerogels, and the combustion of metal complexes. 2 These methods, however, have intrinsic limitations including restriction to the fabrication of small monoliths, the requisite dissolution of the template or presynthesis of nanoparticles, restriction to metals that form stable oxides, or the use of high temperature and pressure, which can lead to impure materials. 2 These limitations can be avoided by producing porous metallic materials via the chemical reduction of solid assemblies of non-zero-valent nanostructures (NZVN, Figure 1).…”

Palladium‐Aerogele für die hocheffiziente Elektrokatalyse

“…[6] Diese aus Chalkogenid, Halbleiter-oder Metallnanokristallen gebildeten Aerogele stellen eine innovative Materialklasse dar, die aufgrund ihrer optischen und katalytischen Eigenschaften enormes Potenzial birgt, [3][4][5][6] auch wenn die konkreten Anwendungsmçglichkeiten entsprechender Werkstoffe noch im Detail zu erforschen sind. [3e] Beispiele für Herstellungsmçglichkeiten porçser metallischer Nanostrukturen sind die Nutzung von Templaten, die selektive Zersetzung von Legierungen, elektrochemische Abscheidungsmethoden [7] sowie die jüngst von Krishna et al beschriebene zeiteffiziente Synthese von schwammartigen Edelmetallnanostrukturen mit hohen inneren Oberflächen, welche durch einfaches Mischen von Metallsalz und Reduktionsmittel gebildet werden. [8] Trotz dieser bereits bestehenden Studien liegt in der Entwicklung von leicht handhabbaren Methoden zur Herstellung neuartiger nanostrukturierter metallischer Aerogele mit ausgeprägter Porosität, großen inneren Oberflächen und hoher Aktivität weiterhin ein großer Anreiz.…”

Colloidal Nanocrystal-Based Gels and Aerogels: Material Aspects and Application Perspectives

“…1,52−54 Our group has contributed to the formation of fine mesoporous assemblies of catalytically active metal nanoparticles on artificial opals 55 and on fungi 56 as templates. Among other superstructural metallic nanomaterials reported so far are mesoporous platinum−carbon composites, 57 nanoporous gold, 58 Au nanoparticles interlinked with dithiols, 59 necklace nanochains of hybrid Pd−lipid nanospheres, 60 electrocatalytically active nanoporous Pt aggregates 61 and Pd nanosheets, 62 foams, 63,64 ordered 2D and 3D supercrystals, 65−68 and highly porous assemblies from metallic and bimetallic "supraspheres" of several hundred nanometers in diameter cross-linked with dithiols. 69,70 The first report on solely metallic nanoparticle based aerogels originates from our group.…”