Synthese von Titandioxid-basierten Janus Nanopartikeln und ihre Oberflächen-Funktionalisierung (Nano-Initiative N1001-NAN)

01.02.2007 - 31.01.2009
Forschungsförderungsprojekt
Ziel des Projektes ist die Untersuchung neuartiger Methoden für die Synthese von photokatalytisch aktiven Titandioxid Nanopartikeln die über eine anisotrope Oberflächenfunktionalisierung verfügen und ihre Anbindung an verschiedene organische Untergründe. Die so genannten Janus Nanopartikel werden über naßchemische Methoden in einer Emulsion von nichtmischbaren Lösungsmitteln erzeugt. Die Titandioxid-Nanopartikel, die über verschiedene Wege hergestellt werden, wirken in diesen so genannten Pickering-Emulsionen als stabilisierende Reagenzien an der Phasengrenze der Lösungsmittel, dabei bilden sich unterschiedliche chemische Umgebungen die verschiedene Reaktionen auf den beiden Seiten der Partikel zulassen. Diese Methode gestattet eine differenzierende Oberflächen-Funktionalisierung in der Janus-Nanopartikel erzeugt werden können, Diese bestehen aus einer puren TiO2-Oberfläche und einer Außenseite die eine stabile Anbindung an eine organische Matrix erlaubt und gleichzeitig eine photokatalytische Zersetzung der Grenzfläche zwischen den anorganischen Partikeln und dem organischen Untergrund vermeidet. Die Sperrschicht besteht entweder aus einer SiO2-Schale deren Stärke eingestellt werden und die in einem zweiten Schritt organisch funktionalisiert werden kann, oder aus organischen Molekülen, die mittels Ankergruppen, welche chemisch stabil in Bezug auf die photokatalytische Zersetzung sind, an die Oberfläche angebunden werden. Die photokatalytische Aktivität der entstehenden Partikel wird geprüft und mit herkömmlichen Materialien verglichen. Die Nanopartikel werden mit organischen Gruppen funktionalisiert, die eine stabile, bevorzugt kovalente Anbindung an verschiedene organische Untergründe erlauben, so wie beispielsweise Polycarbonat, Melamin, oder Polymethylmethacrylat. Zusätzlich werden auch Möglichkeiten für eine einfache Zumischung in eine organische Matrix untersucht und die Triebkraft der Systeme an die Oberfläche dünner organischer Filme zu diffundieren. Die entstehenden dünnen Filme aus Titandioxid-enthaltenden Nanokompositen werden auf ihre photokatalytische Aktivität und ihr zersetzendes Verhalten in Bezug auf die organische Matrix hin untersucht.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Energy and Environment
  • Materials and Matter

Schlagwörter

DeutschEnglisch
NanopartikelNanoparticles
PhotokatalysePhotocatalysis
OberflächenfunktionalisierungSurface-functionalization
Beschichtungencoatings

Externe Partner_innen

  • ARC Seibersdorf research GmbH