Diese Präsentation untersucht die Anwendung von magnetischen Nanopartikeln in Pickering-Emulsionen.
Der Fokus liegt dabei auf magnetischen Partikeln. Es wird geklärt, was genau eine Pickering-Emulsion ist. Zudem wird das sogenannte Density Matching näher betrachtet.
Schließlich folgt eine Zusammenfassung der gewonnenen Ergebnisse.
Inhaltsverzeichnis
Magnetische Partikeln
Relaxationsmechanismen der magnetischen Momente der Partikeln
a) Néelsche Relaxation
b) Brownsche Relaxation
Was ist eine Pickering-Emulsion?
Kontaktwinkel
Aufgaben Stellung
Nomenklatur
Density Matching bei Variation der Ölphase
Density Matching
Einfluss des pH-Wertes
TPM-Emulsion
FW/TPM-Emulsion
Variation der Ölphase
Überprüfung der mechanischen Stabilität der Pickering Emulsionen bei einstündigem Rühren mit KPG-Rührer
Styrol-Emulsion
Einfluss des Volumens der Ölphase auf den gemittelten Partikel-durchmesser und deren Stabilität als Dispersion
Untersuchung der Magnetische Eigenschaften der Emulsionströpfchen via VSM-Diagramm
Theoretisch und experimentell bestimmter Magnetitanteil
Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung und Optimierung von Pickering-Emulsionen unter Verwendung magnetischer Nanopartikel, wobei insbesondere die mechanische Stabilität sowie die magnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Phasenvariation und den Umgebungsbedingungen analysiert werden.
- Herstellung und Polymerisation von Pickering-Emulsionen
- Einfluss der Ölphasenvariation auf Stabilität und Partikelgröße
- Untersuchung magnetischer Eigenschaften mittels VSM-Diagrammen
- Einfluss des pH-Wertes auf das Dispergierverhalten
- Mechanische Stabilitätsprüfungen unter Rührbelastung
Auszug aus dem Buch
Density Matching bei Variation der Ölphase
D. h. bei einem Volumenanteil des Magnetits von 2,1% entspricht die Dichte der Emulsionströpfchen die des Wasser → Emulsionströpfchen weder schwimmen noch sinken.
Die FW/St-Emulsionen bei den Styrolvolumina: von Links nach Rechts 170, 160, 150, 120, 100, 80, 70, 60, 55 und 50 µL nach a) 10 min., b) 15 min., c) 25 und d) 30 min.
Zusammenfassung der Kapitel
Magnetische Partikeln: Einführung in die Einsatzgebiete magnetischer Nanopartikel wie Wasserbehandlung, Informationstechnik und Medizin.
Relaxationsmechanismen der magnetischen Momente der Partikeln: Erläuterung der Néelschen und Brownschen Relaxation als grundlegende physikalische Prozesse.
Was ist eine Pickering-Emulsion?: Definition und schematische Darstellung des Unterschieds zwischen klassischen Emulsionen und Pickering-Emulsionen.
Kontaktwinkel: Analyse der Positionierung von Feststoffen an der Grenzfläche in Abhängigkeit vom Kontaktwinkel.
Aufgaben Stellung: Definition der experimentellen Ziele inklusive Herstellung, Variation der Ölphase und Morphologieuntersuchungen.
Nomenklatur: Zusammenstellung der verwendeten Abkürzungen und Definitionen für die magnetischen Partikel und Phasen.
Density Matching bei Variation der Ölphase: Herleitung und Anwendung der Dichteanpassung zur Stabilisierung der Emulsionströpfchen.
Density Matching: Grafische Darstellung der Emulsionsstabilität in Abhängigkeit vom Massen-Volumen-Verhältnis.
Einfluss des pH-Wertes: Diskussion der Oberflächeneigenschaften von Magnetit und der resultierenden Koagulation bei pH-Änderungen.
TPM-Emulsion: Untersuchung von Partikelgrößen und deren Verteilung bei unterschiedlichen TPM-Volumina.
FW/TPM-Emulsion: Mathematische Analyse des Bedeckungsgrades der Emulsionströpfchen.
Variation der Ölphase: Experimentelle Ergebnisse zu verschiedenen Ölphasen wie MMA, Paraffin und 1-Octadecen.
Überprüfung der mechanischen Stabilität der Pickering Emulsionen bei einstündigem Rühren mit KPG-Rührer: Prüfung der Stabilität unter variierenden Rührgeschwindigkeiten.
Styrol-Emulsion: Beobachtung der morphologischen Veränderungen der Emulsion bei variierenden Verhältnissen.
Einfluss des Volumens der Ölphase auf den gemittelten Partikel-durchmesser und deren Stabilität als Dispersion: Detaillierte Tabellierung der Ergebnisse vor und nach der Polymerisation.
Untersuchung der Magnetische Eigenschaften der Emulsionströpfchen via VSM-Diagramm: Analyse der Sättigungsmagnetisierung und Suszeptibilität mittels VSM.
Theoretisch und experimentell bestimmter Magnetitanteil: Gegenüberstellung von theoretischen Berechnungen und VSM-Messdaten.
Zusammenfassung: Retrospektive Betrachtung der erzielten Ergebnisse und Ausblick auf zukünftige Analysemethoden.
Schlüsselwörter
Pickering-Emulsion, Magnetische Nanopartikel, Eisenoxid, Density Matching, Styrol, Polymerisation, Grenzflächenstabilität, VSM-Diagramm, pH-Wert Einfluss, Néelsche Relaxation, Brownsche Relaxation, Emulsionsstabilität, TPM, Partikelgröße, Magnetisierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die Stabilität und magnetischen Eigenschaften von Pickering-Emulsionen, die durch magnetische Nanopartikel stabilisiert werden.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf dem Density Matching, der Variation der Ölphasen, der mechanischen Stabilität und dem Einfluss des pH-Wertes auf die Emulsionsbildung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Herstellung stabiler Pickering-Emulsionen und deren Charakterisierung hinsichtlich ihrer physikalischen und magnetischen Eigenschaften.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es kommen experimentelle Methoden wie Rührversuche zur Stabilitätsprüfung, VSM-Diagramme zur Magnetkraftmessung und mikroskopische Analysen zum Einsatz.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit der systematischen Variation der Parameter Ölphase, Volumenverhältnisse, Rührgeschwindigkeit und pH-Wert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Pickering-Emulsion, Magnetit-Nanopartikel, Density Matching und Emulsionsstabilität.
Wie beeinflusst das Density Matching die Stabilität der Emulsion?
Durch die Anpassung der Dichte der Emulsionströpfchen an die Dichte der kontinuierlichen Wasserphase wird verhindert, dass die Tröpfchen aufschwimmen oder absinken.
Warum ist der pH-Wert entscheidend für die Emulsionsbildung?
Der pH-Wert beeinflusst die Oberflächenladung der Magnetitpartikel (Säure-Base-Eigenschaften), was wiederum über das Ausmaß der Koagulation und damit die Stabilität entscheidet.
Welche Rolle spielt die Polymerisation bei der Untersuchung?
Die Polymerisation dient der Fixierung der Ölphase, um die mechanische Stabilität und die Partikelmorphologie nach der Emulsionsbildung zu untersuchen.
- Arbeit zitieren
- Sadik Mejid (Autor:in), 2015, Anwendung von magnetischen Nanopartikeln in Pickering-Emulsionen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/475228
