Charakterisierung des Löseverhaltens oxidischer Nanopartikel (TiO2, ZrO2, SiO2) in wässrigen Systemen

Schmidt, Jochen GND

In der vorliegenden Arbeit ist das Löseverhalten von Titandioxid-, Zirkoniumdioxid- und Siliziumdioxid-Nanopartikeln in wässrigen Systemen bei moderater Temperatur untersucht worden. Die ungewöhnlichen, durch ein zeitliches, die Sättigungslöslichkeit deutlich übersteigendes Konzentrationsmaximum (kinetischer Size-Effekt) charakterisierten Lösekurven sind mit einem allgemeinen phänomenologischen Löse- und Keimbildungsmodell hinsichtlich ihrer Abhängigkeiten von Primärpartikelgröße, Übersättigung im System und Grenzflächenspannung Nanopartikel-Elektrolytlösung beschreibbar. Die für die Löslichkeitsuntersuchungen vorgesehenen Titandioxid-Nanomaterialien wurden mittels verschiedener Methoden wie Röntgenbeugung, Raman-, IR-, UV-Vis-Spektroskopie, Stickstoffsorption und Oberflächenladungsdichtebestimmungen charakterisiert. Zwei voltammetrische Verfahren mit adsorptiver Analytanreicherung (AdSV) zur quantitativen Bestimmung von ionogen gelöstem Titan(IV) bzw. Zirkonium(IV) wurden an das vorliegende analytische Problem angepasst. Das auftretende zeitliche Konzentrationsmaximum nimmt mit abnehmender mittlerer Primärpartikelgröße des jeweiligen Oxids, mit zunehmender Anfangsübersättigung im System und mit zunehmender Grenzflächenspannung Nanopartikel-Elektrolytlösung zu.

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Schmidt, Jochen: Charakterisierung des Löseverhaltens oxidischer Nanopartikel (TiO2, ZrO2, SiO2) in wässrigen Systemen. 2009.

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