Integrierte Fällung und mechanische Desintegration von polydispersen Stoffsystemen

Nanopartikel sind aufgrund ihrer technisch hochinteressanten Eigenschaften Gegenstand weitreichender wissenschaftlicher Untersuchungen. Nanoskalige Partikel werden schon heute bei der Produktion von Batterien und Brennstoffzellen, Katalysatoren, Autolacken, Sonnencremes, Trennphasen für die Chromatographie, Trägersubstanzen für der Biotechnologie, Fenster- und Brillengläsern, Bildschirmen und verschiedenen Schutzbeschichtungen verwendet. Grundsätzlich stehen zwei Arten der Nanopartikelherstellung zur Verfügung. Zum einen können die Partikel durch chemische Reaktion und Aggregation aus molekular dispersen Phasen, die in flüssige oder gasförmigen Dispergiermittel verteilt sind, entstehen (Fällung, Sol-Gel-Prozesse usw.). Andererseits können durch mechanische Beanspruchung grober Partikel feinere Partikelklassen erzeugt werden. Mit Fällungsprozessen werden zwar enge Partikelklassen hergestellt, jedoch ist die kleine Partikelausbeute ein wesentlicher Nachteil. Die Erzeugung von nanoskaligen Partikelsystemen durch Zerkleinerung erfordert im Vergleich zu den Fällungsreaktionen einen hohen Energieeintrag. Der große Vorteil gegenüber den Fällungsprozessen sind die hohen Partikelkonzentrationen, die in den Rührwerksmühlen realisiert werden können. Die Hauptproblematik bei der Nasszerkleinerung in Rührwerkskugelmühlen stellt jedoch die Kontamination der Suspension (und damit der Partikel) und die steigenden Partikel-Partikel-Wechselwirkungen im Laufe der Zerkleinerung (mit zunehmender Mahlgutfeinheit) dar. Diese Wechselwirkungen beeinflussen ihrerseits die Stabilität der Mahlgutsuspension gegenüber Agglomeration. Ohne zusätzliche Stabilisierung der Produktpartikeln stellt sich in vielen Fällen ein Gleichgewicht zwischen Bruch und Reagglomeration ein. Das vorgeschlagene Projekt kombiniert die Prozesse der Fällung in homogenen Phasen mit der Ultrafeinmahlung am Beispiel von Bariumsulfat. So soll ein hocheffektiver Prozess zur Herstellung nanoskaliger Partikelsysteme in flüssiger Phase entwickelt werden.