Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

B.3 Production of magnetic fluids by peptization techniques - United States
Patent nach Reimers et al.
gierungsmittels Ammoniak, welches gasförmig aus der der Lösung entweicht und so die
Zersetzungsreaktion vollständig ablaufen lässt. Es ergibt sich eine Suspension von Eisen-
oxidteilchen, die einzeln mit einer Schicht aus Dispergierungsmittel bedeckt sind. Wenn
man beispielsweise Ölsäure als Dispergierungsmittel verwendet, entsteht in einer Reaktion
mit Ammoniumhydroxid Ammoniumoleat, das in dem niedergefallenen Eisenoxidschlamm
enthalten ist. Die Eisenoxidteilchen werden mit Ammoniumoleat bedeckt und bei weiterer
Erwärmung zersetzt sich das Ammoniumoleat unter Freisetzung von Ammoniakgas, was
die Teilchenbedeckung in eine Ölsäureschicht transformiert.
Wenn sich das Dispergierungsmittel zersetzt, findet eine Gerinnung der einzelnen überdeck-
ten Partikel statt und es bildet sich eine wachsähnliche Paste, welche dazu neigt, sich von
Wasser zu trennen. Diese wachsähnliche Masse [...] ist ein Konzentrat eines magnetischen
Fluids, welches, nach Entfernung des Restwassers, unter Beimischung eines nicht-wässrigen
flüssigen Trägers, der jedoch Löslichkeit in dem Dispergierungsmittel zeigt, ein magneti-
sches Fluid bildet. Eine große Vielfalt an flüssigen Trägern oder magnetischen, flüssigen
Medien kann verwendet werden. Diese schließt die Gruppe der [...] Kohlenwasserstoffe, Sili-
konöle, viele Fluorkohlenstoffe und ähnliche Präparate mit ein. Kohlenwasserstoffe werden
aber generell als Trägerflüssigkeit bevorzugt, da sie die Eigenschaften Dispersionsmittel-
Kompatibilität, Wasserunvermischbarkeit, geringe Viskosität und gute Wirtschaftlichkeit,
die wichtig für die meisten Anwendungen von magnetischen Flüssigkeiten sind, vereinen.
Mitten unter den Kohlenwasserstoffen, sind Flüssigkeiten mit mittlerem Siedepunktbereich,
wie beispielsweise Kerosin und Brennstofföle, welche als Trägerflüssigkeiten für magnetische
Fluide in Abscheidungsprozessen besonders passend sind.
Statt ein Dispergierungsmittel alleinig zu der Eisenoxidsuspension zu geben, kann das Di-
spergierungsmittel auch in einer Mischung mit dem flüssigen Trägermedium hinzugefügt
werden. Bei dieser Durchführungsform werden die Eisenoxidpartikel von der wässrigen Pha-
se in eine Trägerflüssigkeitsphase extrahiert, wenn sich das ammonisierte Dispergierungs-
mittel zersetzt. Wenn die Zersetzung komplett ist, bildet sich ein zwei-Phasen-System; eine
wässrige Phase, die Ammoniumsalze der verwendeten Eisenverbindungen enthält, sowie ei-
ne nichtwässrige magnetische Phase. Diese zwei Phasen können dann durch Absetzung und
Dekantierung getrennt werden, um das magnetische Fluid zu erhalten.
Die Eisensalze, die als unbehandelte Materialien für unseren Prozess verwendet werden,
müssen wasserlöslich sein. Bevorzugte Salze sind wegen ihrer Verfügbarkeit und Wirtschaft-
lichkeit Chloride und Sulfate. Die Anwesenheit anderer Metallionen, wie Mangan, Chrom,
Nickel und Kupfer ist nicht schädlich, wenn sie in relativ geringer Anzahl vorliegen. (. . . )
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