Synthese monodisperser Siliziumdioxidpartikel in einem Sol-Gel-Prozeß

Die Synthese nanoskaliger, monodisperser Partikelsysteme aus Siliziumdioxid (Stöber-Partikel) ist im Labormaßstab nahezu problemlos möglich. Ziel dieses Projektes ist es nun, eine allgemeine Verfahrenskonzeption für den technischen Maßstab zu entwickeln und die Prozesse auf verfahrenstechnischer Grundlage zu beschreiben.Bei dem untersuchten Siliziumdioxid handelt es sich um kugelförmige Partikel, die mit enger Partikelgrößenverteilung synthetisierbar sind. Diese Partikel können aufgrund ihrer Gestalt sehr gut als Modellsubstanz verwendet werden, haben jedoch auch eine Reihe von praktischen Anwendungen.Zur Herstellung der Siliziumdioxid-Partikel wurde ein Sol-Gel-Prozeß benutzt. Das Wachstum der in einem Fällungsschritt synthetisierten Partikel wurde dabei mit der Photonenkorrelations-spektroskopie untersucht. Um die Kinetik des Prozesses beschreiben zu können, wurden Leitfähigkeitsmessungen durchgeführt. Zur Bestimmung der Stabilität der gewonnenen Suspensionen wurde das Zetapotential durch Laser-Doppler-Elektrophorese gemessen. Die isolierten Partikel wurden schließlich mit dem Rasterelektronenmikroskop untersucht.Der Einfluß einer Reihe von Prozeßparametern (Temperatur, Übersättigung, Katalysatormenge, Art des Lösungsmittels, Rührgeschwindigkeit und Rührdauer und Dosiergeschwindigkeit) auf das Wachstumsverhalten der Partikel konnte gezeigt werden. Die beobachteten Partikelgrößen lagen im Bereich von 98 775 nm, die Partikel waren kugelförmig.Im nächsten Schritt soll die Kinetik der Wachstumsreaktion auf der Basis der Bestimmung der Leitfähigkeit und der Änderung der Partikelgrößenverteilung bei verschiedenen Übersättigungen untersucht werden.