AiF-FV-Nummer 19900 BG
Entwicklung einer modularen Wasch- und Aktivierungseinheit mit Reagenzeindüsung in AC/DC-Plasmen zur Inline-Funktionalisierung und direkten Nassabscheidung von Nanopartikeln aus der Gasphasensynthese für stabile, prozessierbare Suspensionen
Status & Laufzeit
Abgeschlossen: 01.01.2018 bis 30.06.2021
Forschungsstellen
Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
http://www.iuta.deBTU Cottbus Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik
Chausseestr. 2, Haus 4/3, 03046 Cottbus
http://www.b-tu.de/fg-mvt/Universität Duisburg-Essen Fakultät Ingenieurwissenschaften Institut für Verbrennung und Gasdynamik
Lotharstr. 1, 47048 Duisburg
http://www.uni-due.de/ivg
Zusammenfassung
Hochspezifische partikuläre Nanomaterialien (NM) aus der Gasphase sind für zahlreiche ressourcenschonende und energieeffiziente Anwendungen hervorragend geeignet. Die hohe spezifische Oberfläche von NM bietet vielfältige Möglichkeiten, die Partikeleigenschaften durch Funktionalisierung für die Weiterverarbeitung von Nanopartikeln zu Funktionsmaterialien zu verändern. Die Erforschung der Prozessierbarkeit sowohl unbehandelter als auch funktionalisierter NM ist daher notwendige Grundlage für die Entwicklung innovativer Verfahren und Produkte auf Basis nanopartikulärer Funktionsmaterialien. Für viele Anwendungen sind mittlere Materialmengen (im kg Maßstab) mit genau definierten Eigenschaften notwendig. Insbesondere bei der Herstellung im kg-Maßstab kann eine wirtschaftliche Umsetzung nur erreicht werden, wenn Zielmaterial, Art der Funktionalisierung und Dispersionsflüssigkeit je nach Anwendung beeinflussbar sind. Eine derartige flexible und maßgeschneiderte Produktion ist wirtschaftlich nur im mittleren Größenmaßstab durch KMU durchführbar. Ziel des Vorhabens ist es daher, einen modular aufgebauten, flexiblen Prozess (Wasch- und Aktivierungseinheit mit Reagenzeindüsung im AC/DC-Plasma (WARP)) im Pilotmaßstab zu entwickeln, der die direkte Herstellung stabiler Dispersionen auf Basis von hochspezifischen, aus der Gasphasensynthese hergestellten Partikeln ermöglicht. Dabei soll zur Einstellung der Oberflächeneigenschaften insbesondere von der Inline-Funktionalisierung Gebrauch gemacht werden. Der geschlossenen Prozess bietet maximale Sicherheit, so dass insbesondere KMU für den Betrieb befähigt werden ohne weitreichende infrastrukturelle Maßnahmen ergreifen zu müssen. Exemplarisch wird im Rahmen dieses Vorhabens TiO2 ausgewählt, da dies bereits heute großtechnisch für die verschiedensten Anwendungen mit hydrophoben Funktionalisierungen ausgestattet wird und sich daher als Modell- und Vergleichssubstanz besonders gut eignet.
Förderhinweis
Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Dokumente
- Abschlussbericht 19900 BG als PDF-Datei zum Download
abschlussbericht_19900BG.pdf - 5.88MB