Authors:	Seibel, Timo
Title:	Organokompatible Zinnoxid-Nanopartikel
Online publication date:	9-May-2007
Year of first publication:	2007
Language:	german
Abstract:	In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Methoden der Synthese von Zinn(IV)oxid Nanopartikeln, deren Stabilisierung durch unterschiedliche Surfactants und der Einbau der Nanomaterialien in PMMA beschrieben und die erhaltenen Materialien charakterisiert. Die Darstellung der Zinnoxid Nanopartikel wurde über drei verschiedene Synthesewege durchgeführt: a) Polymeric Precursor Methode, b) Solvothermal-Synthese und c) säurekatalysierte Fällungsreaktion. Im Rahmen von a) konnte neben der thermodynamisch stabilen Phase von Zinn(IV)oxid ebenfalls die metastabile orthorhombische Phase synthetisiert werden. Durch eine Analyse der Pyrolysebedingungen konnte der Kristallisationsmechanismus des Zinnoxids ausgehend vom Precursor bis zur tetragonalen Phase des Zinn(IV)oxid diskutiert werden. Die Synthesemethoden b) und c) boten sich zur Darstellung von oberflächenmodifizierten Zinnoxid Nanopartikeln an. Als Surfactant benutzte man unter anderem Alkylphosphonsäuren, da eine hydrophobe Oberfläche die Dispersion in MMA ermöglichte. Abschließend wurde eine radikalische in situ-Polymerisation von MMA in Gegenwart von oberflächenmodifizierten Partikeln durchgeführt. Der erhaltene Verbundwerkstoff zeichnete sich durch eine erhöhte thermische Stabilität aufgrund weniger Strukturdefekte des Polymers aus. Durch eine Untersuchung des Polymerisationsmechanismus konnte die Wirkung der oberflächenmodifizierten Nanopartikel auf die Polymerisation veranschaulicht werden. Aufgrund der nicht homogenen Verteilung der Nanopartikel im Verbundwerkstoff konnte jedoch keine Charakterisierung der optischen Eigenschaften durchgeführt werden. This dissertation deals with different methods of the tin oxide nanoparticle synthesis, the surface modification with different surfactants of the particles and the preparation of a composite material with surface-modified tin oxide nanoparticles and PMMA and the characterization of the synthesized products. Three ways to produce tin oxide nanoparticles are presented: a) Polymeric Precursor Method, b) solvothermal synthesis and c) acid-catalyzed precipitation reaction. With the use of a) it was possible to obtain tin oxide nanoparticles in the thermodynamically stable tetragonal phase next to the metastable orthorhombic phase. By analyzing the pyrolysis conditions we found details of the crystallization process of tin oxide starting with the precursor molecule up to the tetragonal phase of tin(IV) oxide. The preparation methods b) and c) were used to synthesize surface- modified tin oxide nanoparticles. Alkylphosphonic acids acted as surfactant molecules to get a hydrophobic surface of the nanoparticles and to get the possibility of dispersion in MMA. In the last step of this thesis the radical in situ-polymerization of MMA in presence of surface-modified tin oxide nanoparticles is described. The composite material showed an improved thermal stability because of less structural defects within the polymer. Through an analysis of the polymerization mechanism it was possible to propose how the surface-modified tin oxide nanoparticles influence the polymerization process. Because of sedimentation of the particles it was not possible to obtain data for the optical properties of the composite material.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-956
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-12986
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen