Untersuchung der Mikro- und Nanopartikelherstellung mittels Fällungsreaktionen an Membranen

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Mikro- und Nanopartikeln können erzeugt werden, wenn die Reaktion gezielt in einer definierten Reaktionszone abläuft und dabei eine Kraft (z. B. eine Feldkraft) wirkt, die dafür sorgt, dass die gebildeten Partikeln aus der Reaktionszone ausgetragen werden. An der TU Kaiserslautern wurde auf Basis dieses Prinzips ein neues Verfahren entwickelt und im Zusammenhang mit der Calciumcarbonatfällung erprobt. Bei der untersuchten Fällungsreaktion wurde Kohlendioxid über eine hydrophobe mikroporöse Membran einer Reaktionslösung aus Calciumhydroxid und Wasser zugeführt. Bei hydrophoben Membranen verhindern die Grenzflächenkräfte in Kombination mit der mikroporösen Struktur, dass wässrige Reaktionslösungen bis zum Benetzungsdruck als Flüssigkeit in die Membran eindringen. Für die Fällung bedeutet dies, dass die Reaktion auf den Bereich direkt an der Membran begrenzt wird. Wird die Membran zusätzlich von der Reaktionslösung überströmt, werden die gebildeten Partikeln durch den hydrodynamischen Auftrieb und durch Diffusion von der Membran weg bewegt. Zusätzlich lässt sich der Partikeltransport aus der Reaktionszone noch mit einem überlagerten elektrischen Feld steigern.