Kleinmolekül-Stabilisierung und Sprühtrocknung von Metalloxid-Nanopartikeln

In den letzten Jahren haben komplexe und maßgeschneiderte Strukturen aus Partikeln im Nano- und Mikrometerbereich in verschiedenen Anwendungsbereichen zunehmendes Interesse geweckt. Beispiele sind Katalysatoren oder Wirkstoffträger, die jeweils eine hohe Oberfläche benötigen um hoch aktiv zu sein, aber als kleine Nanopartikel kaum handhabbar sind. Maßgeschneiderte hierarchische Strukturen lösen dieses Problem – hier liegen die Nanopartikel zusammengelagert zu größeren Partikeln vor, die sowohl hohe Oberflächen als auch gute Handhabbarkeit besitzen. Die Anwendbarkeit dieses Prinzips steht in direktem Zusammenhang mit den Eigenschaften der verwendeten Partikel, wie ihrer Größe und Morphologie, sowie den Wechselwirkungen an der Partikeloberfläche. iPAT-Schriftenreihe Herausgeber: Prof. Dr. Georg Garnweitner Kleinmolekül-Stabilisierung und Sprühtrocknung von Metalloxid-Nanopartikeln Sabrina Zellmer Sabrina Zellmer
Kleinmolekül-Stabilisierung und Sprühtrocknung von Metalloxid-Nanopartikeln Diese Arbeit betrachtet die gesamte Prozesskette hierarchischer Partikelstrukturen von der Synthese, Stabilisierung und Funktionalisierung bis hin zur Verarbeitung und Anwendung. Insbesondere wurde die Strategie der Kleinmolekül-Stabilisierung zur Verhinderung der Agglomeration von Nanopartikeln auf Grundlage unterschiedlicher Einflussfaktoren systematisch untersucht und modelliert. Hierzu wurde der Einfluss der Eigenschaften der Metalloxid-Nanopartikel, der Stabilisatoren sowie der Lösungsmittel auf die Langzeitstabilität, Reagglomerationseffekte und das Adsorptions-Desorptions-Verhalten an der Partikeloberfläche ermittelt. Basierend auf den zugrundeliegenden Stabilisierungsmechanismen und Partikelwechselwirkungen wurden in einem weiteren Schritt synthetisierte und stabilisierte Metalloxid-Nanopartikel mittels des Sprühtrocknungsverfahrens gezielt zu maßgeschneiderten hierarchischen Aggregatstrukturen mit unterschiedlichen Eigenschaften verarbeitet.