Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

B.3 Production of magnetic fluids by peptization techniques - United States
Patent nach Reimers et al.
werden in das Becherglas 16 hinzugegeben und mit dem wässrigen Schlamm 15 vermischt.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Schlamm oder die Suspension 15 ausreichend Ammoni-
umhydroxid enthält, um vollständig mit dem Dispergierungsmittel 18 reagieren zu können
und so eine Ammoniak-Seife zu formen. Alternativ kann das Dispersionsmittel 18 mit Am-
moniumhydroxid vorreagieren. Dann kann in diesem Fall der Ammoniumhydroxidgehalt
des Schlamms 15 soweit reduziert werden, dass er nur knapp über dem stöchiometrischen
Verhältnis liegt, das für die Niederfällung der gemischten Eisensalze notwendig ist.
Das Dispergierungsmittel hat die Funktion, die einzelnen Eisenoxidpartikel zu bedecken
und so weitere Verklumplung und weiteres Anwachsen der Partikel zu verhindern. Da das
ammonisierte Dispersionsmittel wasserlöslich ist, findet die Bedeckung erstrangig in der
wässrigen Phase statt. Die kombinierten Reaktanten im Becherglas 16 werden, vorzugs-
weise sehr schnell auf eine Temperatur, die über der Zersetzungstemperatur des ammo-
nisierten Dispergierungsmittels liegt, erhitzt. Generell liegt diese Temperatur über 75 ◦ C.
Beispielsweise zersetzt sich Ammoniumoleat bei einer Temperatur von 78 ◦ C, bzw. wenn
man Ölsäure als Dispersionsmittel verwendet, muss das Reaktionsgemisch auf eine Tem-
peratur von mind. 80 ◦ C erwärmt werden, besser sogar auf 90 ◦ C. Das Erwärmen zersetzt
das ammonisierte Dispersionsmittel und setzt Ammoniak frei, welches aus der Lösung,
die immer noch mit Ammoniak im Schlamm 15 übersättigt ist, entweicht, und dann vom
Becherglas 16 abgezogen wird 20. Das Ammoniak kann durch Einleiten in Wasser zurück-
gewonnen werden.
Die Zersetzung des ammonisierten Dispergierungsmittels hat drastische Auswirkungen auf
seine Lösungseigenschaften. Denn das Dispergierungsmittel ist nicht mehr wasserlöslich,
aber löslich in Kohlenwasserstoffen und ähnlichen Flüssigkeiten. Daher findet ein Transfer
von dispersionsmittelbedeckten Eisenoxidpartikeln von der wässrigen Phase in die Lösungs-
mittelphase statt. (. . . )
Zu diesem Zeitpunkt enthält das im Becherglas 16 befindliche Reaktionsgemisch eine Sus-
pension von dispersionsmittelbedeckten Magnetitpartikeln kolloidaler Größenordnung in
einer löslichen Phase und wässrige Salzlösung wie im zweiten Schritt. Die gemischten Pha-
sen werden über eine Leitung 21 in ein Separationsbecherglas 22 gegeben, wo sich die
Phasen trennen dürfen. Die obere Phase 23 enthält normalerweise die Magnetitsuspension
in einem Lösungsmittel, da die meisten Lösungsmittel, die wir verwenden, eine Dichte von
kleiner als 1 haben. Die untere Phase 24 enthält eine wässrige Salzlösung, die abgeson-
dert werden kann 25 oder zur Wiedergewinnung des beinhalteten Salz verdampft werden
kann. Über eine Leitung 26 wird die obere Phase zu einem Erwärmer geleitet 27, wo die
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