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4 Hydrierungen
4.3 Hydrierung von Terpenen an Nanopartikeln
4.3.1 Nanopartikel in der Katalyse
Das Interesse an der Nanotechnologie und besonders die Erforschung von katalytisch aktiven
Nanopartikeln (NP) haben in den letzten Jahren stark zugenommen. Metallnanopartikel
besitzen besondere physikalische, chemische und elektronische Eigenschaften und stehen
deshalb im Fokus der aktuellen Forschungen. [110] Aber auch die medizinische Forschung
interessiert sich vermehrt für den Einsatz von Nanopartikeln. [111,112,113] Aufgrund ihrer
Nanostruktur und ihrer Größe zwischen 1-100 nm stellen sie eine Brücke zwischen
Molekülchemie und Festkörperchemie dar und bilden eine Nahtstelle zwischen homogener
und heterogener Katalyse, wobei in günstigen Fällen die Vorteile beider Technologien
kombiniert werden. [114] Die geringe Größe und das große Obeflächen/Volumen-Verhältnis
kommen einer homogenen Dispersion gleich, wodurch die Massentransferlimitierung
weitgehend vermieden wird. Vorteilhafterweise lassen sich die Nanopartikel aufgrund ihrer
Größe gut vom Reaktionsgemisch abtrennen. Darüber hinaus lassen sie sich mit einfachen
Methoden und geringem Syntheseaufwand herstellen. [115]
Dargestellt werden Nanopartikel vorwiegend durch zwei Methoden. Zum einen nach der Topdown-Methode,
bei der ein Metall mechanisch zerkleinert und gemahlen sowie anschließend
mit Polymeren zur Stabilisierung versetzt wird. Zum anderen die Bottom-up-Methode, wobei
aus molekularen Verbindungen wie Metallsalzen oder metallorganischen Verbindungen in
Gegenwart von Liganden, Polymeren oder anderen Stabilisatoren metallische Nanopartikel
durch Reduktion bzw. thermische Zersetzung synthetisiert werden. Ein großer Vorteil der
Bottom-up-Methode liegt in der engen Größenverteilung. Durch die Variation der
Konzentration von Ligand und Reduktionsmittel, ebenso durch die Wahl anderer
stabilisierender Liganden lassen sich die Größe, Stabilität und die katalytischen Eigenschaften
der Nanopartikel beeinflussen. [116,117]
Übergangsmetall-Nanopartikel sind thermodynamisch nicht stabil und neigen deshalb zur
Agglomeration. [118] Dies kann durch verschiedene Stabilisatoren verzögert oder unterbunden
werden. Liganden, Salze, Polymere und Dendrimere haben sich als Stabilisatoren sehr
bewährt. [114,119,120] Eine Stabilisierung kann entweder auf elektrostatischen Effekten beruhen
oder aufgrund von sterischer Hinderung erfolgen. Im ersten Fall wird der Nanopartikel von
einer elektrischen Doppelschicht umgeben, die als „Hüllen aus geladenen Ionen“ beschrieben
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