Sol-Gel-Fällungsprozess zur Herstellung nanoskaliger Partikel aus Titan (IV)-oxid

Ziel dieses Projektes ist es, allgemeine Verfahrenskonzeptionen für die Herstellung nanoskaliger Partikel am Beispiel von Produkten aus Titan (IV)-oxid bzw. Siliziumdioxid zu entwickeln. Die Beschreibung der Prozesse erfolgt auf verfahrenstechnischer Grundlage.In der Literatur werden verschiedenste Prozesse zur Herstellung nanoskaliger Materialien in flüssiger Phase beschrieben, wie z. B. durch Fällung in homogenen und nanostrukturierten Systemen, Sol-Gel-Synthesen oder durch Hydrothermalreaktionen. Allerdings werden hierbei in den wenigsten Fällen tatsächlich nanoskalige Partikel in einem technischen Maßstab in der flüssigen Phase hergestellt.Das nanoskalige Titan (VI)-oxid wurde durch einen Sol-Gel-Fällungsprozess hergestellt, bei dem der Ausgangsstoff Tetra-isopropyl-orthotitanat in einer salpetersauren, wäßrigen Lösung umgesetzt wurde. Die entstandenen Fällungsprodukte wurden nachfolgend mechanisch und chemisch redispergiert. Optimale Reaktionsbedingungen für den Deagglomerationsprozeß liefern Partikel in der Größenordnung von 10 - 30 nm.Im Mittelpunkt der Arbeiten stehen zur Zeit die Untersuchungen zum Einfluß der Hydrodynamik im Suspensionsmedium auf den Prozess der Redispergierung in einem diskontinuierlich betriebenen Laborrührreaktor. Die Veränderungen der Partikelgrößenverteilung und der Partikelstruktur der Präzipitate während des Reaktionsfortschrittes wurden mittels Laserbeugung und dynamischer Lichtstreuung erfaßt.Um eine physikalisch begründete Modellierung der Agglomerations- und Redispergierungskinetik zu ermöglichen, wurde ein diskretes Populationsbilanzmodell abgeleitet.