Homogene Beschichtung von Aerosol-Nanopartikeln in einem kalten Plasma bei Atmosphärendruck

Projektleiter: Prof. Dr. W. Maus-Friedrichs, Prof. Dr. A. Weber

Förderzeitraum: 07/2014 - 06/2017
Förderstelle: DFG
Förderkennzeichen: MA 1893/23-1 & WE 2331/18-1

Bearbeiter: Dr. Sebastian Dahle, MSc. Patrick Post

Laborräume: 0.5 ; 321 (CZM), 410N (IEPT)

Nanopartikel aus TiO₂ werden in vielen verschiedenen Bereichen angewendet, wie beispielsweise in Sonnenschutzcremen, bei der Abwasserreinigung oder in selbstreinigenden Beschichtungen. Eine Vielzahl der Anwendungen von TiO₂ erfordert, z.B. aus technischen oder medizinischen Gründen eine Beschichtung dieser Partikel. Die Umhüllung von TiO₂-Partikeln mit SiO₂ ist aus diesen Gründen technisch relevant. Die Einbringung des Beschichtungs-Precursors in die Prozesskette ist nicht trivial und erfordert meist hohe Temperaturen. Die Vorgänge bei Beschichtungen dieser Art sind grundlegend noch nicht systematisch untersucht.

Im Rahmen dieses Projekts sollen TiO₂-Nanopartikel unter Einsatz von reaktiven kalten Plasmen (Dielectric Barrier Discharge-DBD) in einem zweistufigen Flugstromreaktor technisch sehr einfach mit SiO₂-Hüllen einstellbarer Dicke ummantelt werden. Neben der vielversprechenden technischen Realisierbarkeit erlaubt dieses Verfahren vor allem grundlegende Untersuchungen der Prozesse und Reaktionen in jedem der einzelnen Verfahrensschritte. Zur Beschichtung von Nanopartikeln in Flugstromreaktoren mittels DBDs sind bisher kaum Untersuchungen durchgeführt worden. Wir kombinieren die vorhandenen sehr anspruchsvollen oberflächenanalytischen Methoden mit den kontinuierlichen Prozessen im Reaktor. Ziel des Projekts ist die Aufklärung der grundlegenden Mechanismen der Grenzflächen- und Schichtbildung und deren Rückkopplung auf die Erzeugung im Flugstromreaktor.