Authors:	Bendix, Andrea
Title:	Kontinuierliche Mikromischer-Synthese von größenkontrollierten Silicananopartikeln aus Natriummetasilikat
Online publication date:	1-Nov-2018
Year of first publication:	2018
Language:	german
Abstract:	Silicananopartikel sind in fast allen Bereichen des täglichen Lebens von Farben bis hin zur Biomedizin zu finden. Sie lassen sich über einen Sol-Gel-Prozess herstellen, der großtechnisch über einen Gelierungsprozess unter Verwendung von Schewefelsäure und Natriummetasilikat abläuft. Die so hergestellten Partikel liegen oft nicht als freie Partikel sondern als Aggregate vor, wodurch nur die Eigenschaften der außen liegenden Partikel vollständig genutzt werden können und es zu einer „Verschwendung“ von Ma- terial kommt. Beim großtechnischen Prozess handelt es sich um einen dis- kontinuierlichen Prozess. Die bekannten Probleme dieser Methode sind eine unzureichende Vermischung der Reaktionslösung und die daraus resultierende inhomogene Verteilung der Reaktanden und der Temperatur in der Lösung. Um einen kontinuierlichen Prozess zu erhalten, wurde in dieser Arbeit ein Trennschichtmikromischer speziell für die Reaktion von Natriummetasilikat und Schwefelsäure entwickelt und angepasst. Dieser ermöglicht die Synthese von unterschiedlich großen Silicananopartikeln. Um die erhaltenen Partikel in Lösung zu stabilisieren, wurden zwei PEG-Silane unterschiedlicher Polymer- kettenlänge verwendet. Bei Verwendung des längeren PEG-Silans entstanden größere Partikel als bei Verwendung der selben Menge an PEG-Silan mit kür- zerer Kettenlänge. Die stabilisierte Gesamtoberfläche skaliert mit der einge- setzten PEG-Silan-Menge. In nearly every part of daily life silica nanoparticles can be found. They can be synthesized by the sol-gel process. For industrial synthesis the gelation of sulfuric acid and sodium metasilicate is used. Particles obtained by this process are mostly not free particles but bound in aggregates. This leads to a dissipation of material as only the properties of particles on the surface of the aggregate can be fully utilized. The industrial synthesis is a discontinuous process with known disadvantage of mixing in huge vessels leading to nonhomogeneous distribution of reactants and tempe- rature. In this thesis a micromixer with seperated layers was specially adapted for the reaction of sulfuric acid and sodium metasilicate which could be executed as continuous process. Different sized nanoparticles were obtained. To stabilize the nanoparticles in solution two PEG silanes with different chain length were employed. Using the same amount of PEG silane, particles with larger size were obtained utilizing the silane with longer polymer chain. The stabilized total surface scales with the amount of PEG silane applied.
DDC:	500 Naturwissenschaften 500 Natural sciences and mathematics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1183
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000023639
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	viii, 162 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen