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Tonminerale

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Tonminerale sind das Verwitterungsprodukt von Primärgesteinen und deshalb auf der Erdoberfläche die häufigsten Minerale. Sie sind wichtiger Be­stand­teil von Sedimenten, Böden und Klär­schlämmen. Tonmineralogie ist deshalb für Landwirtschaft, Baugewerbe, Ökologie und Industrie gleichsam von Bedeutung. Hohes Adsorptions­vermögen, Kationen­austausch­kapazität, katalytische Aktivität, gute abdichtende Wirkung gegenüber Wasser und hervorragende rheologische Eigen­schaften machen natürliche Tonminerale zu einem der wichtigsten Industrieminerale.

Natürliche Tonminerale sind zwar preisgünstig, deren potentielle Einsatzfelder werden aber leider auch durch nicht abtrennbare Akzessorien, die inhomogene Ladungsdichte, turbostratische Fehlordnung und die begrenzte laterale Ausdehnung (< 200 nm) stark eingeschränkt.

Wir untersuchen und charakterisieren daher zwar auch natürliche Tonminerale, konzentrieren uns aber auf die Schmelzsynthese von Tonmineralen als vielseitiges anorganisches Grundmaterial für die technische Anwendung. Dabei wird sowohl auf klassische Festkörper­methoden zurückgegriffen als auch auf neuartige hochskalierbare Methoden (Skull-Melting-Verfahren), vor allem auch im Hinblick auf die spätere industrielle Anwendbarkeit.

Über diese Schmelzsynthese lässt sich zum einen die chemische Zusammensetzung, die Schichtladung und damit die Quell­fähigkeit kontrollieren. Zum anderen kann man aber auch die Kristallitgröße und die Fehlordnung positiv beeinflussen ohne die intra­kristalline Reaktivität stark einzuschränken. Übergangs­metallhaltige Schicht­silicate zeigen zudem durch die multivalenten Oktaederkationen interessante Material­eigenschaften wie Redoxaktivität, elektrische Leitfähigkeit und magnetische Ausordnung, die man für natürliche Tonminerale nicht beobachtet. Darüber hinaus kann die Schicht­ladung durch Oxidation/Reduktion gezielt eingestellt werden.

 


Projektleiter:
Professor Dr. Josef Breu
Ansprechpartner:
Dr. Hussein Kalo
Sebastian Koch
Geldgeber:
ENB

Projektstart: 2004


Lehrstuhl für Anorganische Chemie I, Universität Bayreuth - Universitätsstr. 30, 95440 Bayreuth Disclaimer | Impressum

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