Quantifying surface properties of silica particles by combining Hansen Parameters and Reichardt's Dye indicator data

To obtain quantitative understanding of the effects of a chemisorbed organic modification on the surface of particles, the use of Reichardt's dye (RD) and Hansen solubility parameter (HSP) is discussed, whereby the S should be understood in terms of “similarity” rather than solubility as dispersibility is in focus. Silica nanoparticles modified to different extents with a medium chain silane including completely hydrophilic and hydrophobic particles are chosen. During spray‐drying such particles form fully redispersible micro‐raspberry superstructures. After qualitative estimations of the particles' polarity based on measuring both immersion time and ability of modified particles to stabilize oil–water emulsions, surface properties are quantified by HSP and RD. With increasing hydrophobicity, i.e., increasing amount of silane at the surface, all three contributions to HSP change. At the same time, RD analysis reveals that the normalized solvent polarity parameter decreases progressively. HSP and RD analysis are in good agreement, giving strong confidence on each method applied individually. This work demonstrates that after noticeable attempts for combined solubility parameters in case of molecules, carbon allotropes, and gelators, such studies can be extended toward functional (nano)particles and that a full picture of particle surface properties is possible via the combination of different, quantitative techniques

Synthese und Charakterisierung von superparamagnetischen Nanokompositpartikeln zur Wasserreinigung und Wertstoffrückgewinnung

Superparamagnetic nanocomposite microparticles, compromised of magnetite nanoparticles in a silica matrix, have been synthesised and surface-modified to act as adsorbers for substances (e.g. toxic heavy metals or valuable resources) dissolved in fluids like water. The particles can be used for a magnetic-extraction-assisted separation process of these target substances which thereby can be recovered from the fluid.In der vorliegenden Arbeit wurden superparamagnetische Nanokomposit-Mikropartikel, bestehend aus Magnetitnanopartikeln in einer Silica-Matrix, hergestellt. Die Oberfläche der Partikel wurde modifiziert, so dass die Partikel als Adsorber für gelöste Substanzen (z.B. giftige Schwermetalle oder Wertstoffe) in Fluiden wie z.B. Wasser eingesetzt werden können. Mit Hilfe der Partikel kann eine Abtrennung und damit Rückgewinnung der Zielstoffe auf Basis eines Magnetseparationsprozesses durchgeführt werden

Verfahren zur großmaßstäblichen, nasschemischen Herstellung von ZnO Nanopartikeln mit Hilfe von Luftblasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Zinkoxid-Partikeln durch Zusammengeben eines in einem ersten Lösungsmittel gelösten Zinksalzes und einer in einem zweiten Lösungsmittel gelösten rein anorganischen Base, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Zusammengeben der beiden Lösungen erhaltene Reaktionsansatz mit einem sauerstoffhaltigen Gas durchspült wird

Coatings with a mole-hill structure of nanoparticle-raspberry containers for surfaces with abrasion-refreshable reservoir functionality

Active silica nanoparticle-based raspberry-like container depots for agents such as antimicrobial substances are presented. The nano raspberry-containers are integrated into coatings in a way that they form a mole-hill structure; i.e., they are partly standing out of the coating. As an application example, it is demonstrated that the containers can be filled with antimicrobially active agents such as nano ZnO or Ag or organic molecules such as thymol. It is demonstrated that the containers can be partly chopped-off via abrasion by rubbing over the surface. This mechanism proves to be an attractive approach to render surfaces refreshable. A first proof of principle for antimicrobial activity of the intact containers in the coatings and the abrasion treated, chopped-off (and thereby reactivated) containers is demonstrated

Trendbericht Festkörperchemie

Fein abgestimmte Elektrodenkomposite für Feststoffbatterien, Phosphidosilicate als Natriumionenleiter, Erbsenzählerei mit Nanopartikeln, hierarchische Kohlenstoffmaterialien aus metallorganischen Gerüststrukturen, phosphoreszierende Materialien und Neues aus der Hochdruckchemie

Nanostrukturierte Mikropartikel aus silanisierten Primärpartikeln mit steuerbarer Redispergierbarkeit und Verfahren zu deren Herstellung:

Die vorliegende Erfindung betrifft nanostrukturierte Mikropartikel, die silanisierte Primärpartikel enthalten und deren Redispergierbarkeit gesteuert werden kann. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung dieser Mikropartikel und auf ein Verfahren zu deren Herstellung

Superparamagnetische Mikropartikel, die mit feuchtigkeitsempfindlichen lumineszierenden Verbindungen belegt sind, und deren Anwendbarkeit als Feuchtigkeitssensoren

Die Erfindung betrifft superparamagnetische Mikropartikel sowie verschiedene Verfahren zu deren Herstellung, wobei die superparamagnetischen Mikropartikel eine silikatische Matrix mit darin eingebetteten Nanopartikeln mit reversiblen magnetischen Eigenschaften sowie auf zumindest einem Teil der Oberfläche dieser Partikel mindestens eine feuchtigkeitsempfindliche lumineszierende Koordinationsverbindung aufweisen, die ausgewählt ist unter monomeren, oligomeren oder zwei- oder dreidimensionalen polymeren Koordinationsverbindungen mit mindestens einem kationischen Koordinationszentrum M, wobei M ausgewählt ist unter den Metallatomen der Selten-Erd-Elemente mit den Ordnungszahlen 57 bis 71, Scandium, Yttrium, Calcium, Strontium, Barium, Aluminium, Gallium und Indium, wobei die Koordinationssphäre des Koordinationszentrums M zumindest teilweise durch elektronenreiche Zentren eines oder mehrerer anionischer und/oder neutraler Liganden L abgesättigt wird, wobei mindestens eines dieser elektronenreichen Zentren mit einem freien Elektronenpaar oder einer sonstigen Elektronendonor-Struktur an der Bindung zum Koordinationszentrum M beteiligt ist. Die erfindungsgemäßen Mikropartikel eignen sich zum Auffinden von Feuchtigkeit in einem Gas oder in einer aprotischen oder protischen Flüssigkeit, mit Ausnahme von Flüssigkeiten, die OH-Gruppen aufweisen. Für die Detektion der Feuchtigkeit können Arbeitsverfahren eingesetzt werden, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen der Mikropartikel, (b) Dispergieren der Partikel in der Flüssigkeit, (c) Sammeln der Partikel mit Hilfe eines externen Magneten an einem ausgewählten Ort einer die Flüssigkeit begrenzenden Behältniswandung, (d) Messen der Lumineszenzeigenschaften der gesammelten Partikelmasse, wobei eine Abnahme der Lumineszenzintensität die Anwesenheit von Feuchtigkeit in der Flüssigkeit vor Beginn des Arbeitsverfahrens anzeigt, und gegebenenfalls (e) Vergleichen der gemessenen Lumineszenzeigenschaften mit den Lumineszenzeigenschaften entsprechender Referenz-Partikel, wodurch sich die anfänglich vorhandene Feuchtigkeit quantitativ bestimmen lässt

Surfactant free superparamagnetic iron oxide nanoparticles for stable ferrofluids in physiological solutions

A process is reported to obtain a nanoparticle sol from co-precipitated iron oxide particles without using any surfactant. The sol – a true ferrofluid – is not only stable over a wide range of pH but also in physiological solutions. This is a decisive step towards biomedical applications where nanoparticle agglomeration could so far only be prevented by using unwanted surfactants

Nitric acid-stabilized superparamagnetic iron oxide nanoparticles studied with X-rays

Agglomerated superparamagnetic iron oxide nanoparticles can easily and in large scale be precipitated from iron salt solutions. Although the process is well known, it is ambiguously either assumed that magnetite or maghemite is obtained. The first part of our study clarifies this question using X-ray absorption spectroscopy. For further processing of the nanoparticles, i.e., for giving them a surface functionality or incorporating them into composites, it is important to break the agglomerates and individualize the particles at first. This can effectively be done with nitric acid treatment. The influence of this process on the particles chemistry and structure was analyzed in great detail using X-ray diffraction, X-ray absorption, and small-angle X-ray scattering. In contrast to our expectation, no oxidation from magnetite (Fe3O4) to maghemite (y-Fe2O3) was found; the formal valence of the particles in any case is magnetite (Fe3O4). Instead, an increase in the particles' surface disorder was discovered from X-ray absorption analyses and high-resolution transmission electron microscopy. The acid treatment roughens and distorts the surface of the nanoparticles which is connected with an increased spin disorder