Photoinduzierte Polymerbeschichtung von Halbleiter-Nanopartikeln in einem Aerosolprozess

• Antragsteller: Professor Dr. Alfred Weber
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277638829

Die Aerosolpolymerisation besitzt ein großes Potential für die Einkapselung von Halbleiter- Nanopartikeln (HNP) mit einer Polymerschale ohne den Bedarf an Lösungsmitteln und Tensiden. Dabei dienen die HNP gleichzeitig als Keime für die Monomer-Kondensation und als Starter für die Polymerisation, wenn sie durch UV-Bestrahlung angeregt werden. In der ersten Förderphase wurde am Beispiel von Polybutylacrylat gezeigt, dass über die Kontrolle des Dampfdruckes des Monomers die spätere Polymerschicht auf unterschiedlichen HNP (TiO2, ZnO, Fe3O4) mit einer Präzession in Nanometerbereich eingestellt werden kann, wobei die Verweilzeiten im Photoreaktor im Bereich von 20 bis 30 s liegen. Zudem wurde gezeigt, dass die Polymerisation auch in Luft und für HNP aus einem Flammenprozess erfolgreich angewendet werden kann. In der zweiten Förderperiode sollen drei Aspekte der Aerosolpolymerisation untersucht werden, nämlich das Wechselspiel von Partikeleigenschaften (Gitterebenen, Ladung) und Monomer (Adsorptionseigenschaften) auf die Polymerisation, die Umsetzung der Methode auf zwei konkrete Anwendungen (Stabilität von photolumineszenten ZnO-HNP und Erhöhung der photokatalytischen Aktivität von TiO2-HNP) und die Ausdehnung der Methode auf weitere Materialklassen (plasmonische NP).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen