Darstellung lanthanoidhaltiger Oxid- und Hydroxidphasen : neue Konzepte zur Kontrolle von Morphologie und funktionellen Eigenschaften

Abstract

Aufgrund der potentiellen Anwendungen in optischen Bauteilen, als Biomarker oder Kontrastmittel wächst das Interesse an Ln-haltigen nanokristallinen Materialien stetig. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit neuen Konzepten zur morphologie- und phasenkontrollierten Synthese von Ln-Oxiden und Hydroxiden. Dazu wurden Ln-Alkoxide mit unterschiedlichen Liganden und Metallkombinationen synthetisiert und ihre Eignung als Vorstufen für die Materialsynthese mittels Solvothermal-, Sol-Gel- und CVD-Prozess untersucht. Insbesondere der Einfluss der Precursorchemie auf die hydrolyse- und kondensationsbestimmenden Schritte der Materialbildung wurde eingehend analysiert, wobei die strukturellen Unterschiede im Molekülaufbau unterschiedliche Tendenzen bezüglich Morphologie und Nebenphasenbildung bewirken. Die Kontrolle der Prozessparameter ermöglicht abhängig von der Precursorchemie die Synthese von Ln(OH)3, LnOOH, LnCl(OH)2 und LnOCl. Die Steuerung der Keimbildungsprozesse durch Zusatz von Additiven erlaubt verschiedene Morphologien von Stäbchen bis hin zu Partikeln. Neben monometallischen anorganischen Phasen wurden lumineszierende Komposite dargestellt, in denen optisch aktive Tb3+-Ionen in einer inaktiven Matrix eingebettet sind. In Hinblick auf eine Anwendung in der Nanomedizin wurden Gd(OH)3-Nanostrukturen bezüglich ihrer Zelltoxizität analysiert und Versuche zur Oberflächenfunktionalisierung der Nanomaterialien sowie zur Darstellung von Kern-Schale-Strukturen unternommen.