Infomaterial und PublikationenFraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Magnetpartikel

Entfernung und Rückgewinnung von Stoffen aus Wasser mit speziellen magnetischen Nanopartikeln

Magnetpartikel

Beispiele für maßgeschneiderte Magnetpartikel

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Publikationen
  • Wojciech Szczerba, Jan Żukrowski, Marek Przybylski, Marcin Sikora, Olga Safonova, Aleksey Shmeliov, Valeria Nicolosi, Michael Schneider, Tim Granath, Maximilian Oppmann, Marion Straßer, Karl Mandel – "Pushing up the magnetisation values for iron oxide nanoparticles via zinc doping: X-ray studies on the particle's sub-nano structure of different synthesis routes" , Phys. Chem. Chem. Phys. 18 (2016) 25221-25229.

  • Klaus Szielasko, Amir Youssef, Dieter Sporn, Karl Mandel – "Fingerprint Signatures based on Nanomagnets as Markers in Materials for Tracing and Counterfeit Protection",  Journal of Nanoparticle Research, 18 (2016) 1-5.

  • Tobias Wehner, Karl Mandel, Michael Schneider, Gerhard Sextl, Klaus Müller-Buschbaum – "Superparamagnetic luminescent MOF@Fe3O4/SiO2 composite particles for signal augmentation by magnetic harvesting as potential water detectors", ACS Applied Materials and Interfaces, 8 (2016) 5445-5452.

  • Franziska Brede, Karl Mandel, Michael Schneider, Gerhard Sextl, Klaus Müller-Buschbaum – "Mechanochemical surface functionalisation of superparamagnetic microparticles with in-situ formed crystalline metal-complexes: a fast novel core-shell-particle formation method", Chemical Communications, 51 (2015) 8687 – 8690.

  • Karl Mandel, Marion Straßer, Tim Granath, Sofia Dembski, Gerhard Sextl – "Surfactant free superparamagnetic iron oxide nanoparticles for stable ferrofluids in physiological Solutions", Chemical Communications, 51 (2015) 2863-2866.

  • Karl Mandel, Carina Kolb, Marion Straßer, Sofia Dembski, Gerhard Sextl – "Size controlled iron oxide nano octahedra obtained via sonochemistry and natural ageing", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects,457 (2014) 27-32.

  • Karl Mandel, Frank Hutter, Carsten Gellermann, Gerhard Sextl – "Reusable superparamagnetic nanocomposite particles for magnetic separation of iron hydroxide precipitates to remove and recover heavy metal ions from aqueous Solutions", Separation and Purification Technology, 109 (2013) 144-147.

  • Karl Mandel, Frank Hutter, Carsten Gellermann, Gerhard Sextl – "Stabilisation effects of superparamagnetic nanoparticles on clustering in nanocomposite microparticles and on magnetic behaviour", Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 331 (2013) 269-275.

  • Karl Mandel, Frank Hutter, Carsten Gellermann, Gerhard Sextl – "Modified Superparamagnetic Nanocomposite Microparticles for Highly Selective Hg(II) or Cu(II) Separation and Recovery from Aqueous Solutions", ACS Applied Materials and Interfaces, 4 (2012) 5633–5642.

  • Karl Mandel, Frank Hutter – "The magnetic nanoparticle separation Problem", Nano Today, 7 (2012) 485-487.

  • Karl Mandel, Wojciech Szczerba, Andreas F. Thünemann, Heinrich Riesemeier, Matthias Girod, Gerhard Sextl – "Nitric acid-stabilized superparamagnetic iron oxide nanoparticles studied with X-rays",  Journal of Nanoparticle Research, 14 (2012) 1066-1075.

  • Karl Mandel, Frank Hutter, Carsten Gellermann, Gerhard Sextl – "Synthesis and stabilisation of superparamagnetic iron oxide nanoparticle dispersions", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 390 (2011) 173-178.

  • Karl Mandel, Frank Dillon, Antal A. Koos, Zabeada Aslam, Frank Cullen, Hugh Bishop, Alison Crossley, Nicole Grobert – "Customised transition metal oxide nanoparticles for the controlled production of carbon nanostructures", RSC Advances, 2 (2012) 3748 – 3752.

  • Karl Mandel, Frank Dillon, Antal A. Koos, Zabeada Aslam, Kerstin Jurkschat, Frank Cullen, Alison Crossley, Hugh Bishop, Karsten Moh, Christian Cavelius, Eduard Arzt, Nicole Grobert – "Facile, fast, and inexpensive synthesis of monodisperse amorphous Nickel-Phosphide nanoparticles of predefined size", Chemical Communications, 47 (2011) 4108-4110.

  • T. Granath, K. Mandel "Superparamagnetische Plättchen, aufgebaut aus Nanomagnetit-Silica-Komposit-Nadeln, mit optischen Farbeffekten in Dispersion",  Deutsche Patentanmeldung 10 2015 118 816.3
  • T. Wehner, K. Müller-Buschbaum, M. Schneider, K. Mandel " Superparamagnetische, lumineszierende Mikropartikel mit Metal-Organic-Framework (MOF) und Korrdinationsverbindungsanteil", Deutsche Patentanmeldung 10 2015 109 637.4
  • K. Mandel, F. Hutter, C. Gellermann: Particle for recovering an anion from an aqueous solution, EP 12 183 587.0
  • K. Mandel, F. Hutter, C. Gellermann"Verfahren zur magnetischen Abtrennung von Fällungsprodukten aus Fluiden mit Hilfe von wiederverwendbaren, superparamagnetischen Kompositpartikeln", PCT/EP2013/065018

Hohlpartikel

Silica-encapsulated sulfur particles
Silica-verkapselte Schwefelpartikel

Fortschrittliche Entwicklungsumgebung zur Verkapselung, einfach und schnell auf Kundenwünsche anpassbar.

Spezialisierung auf Herstellung von inorganischen Silica- und Hybridmaterialien für Verschalung.

Zuckeralkohol verkapselt mit Hybridpolymerschale (links); Hybridpolymer-Hohlkugel (rechts)
Zuckeralkohol verkapselt mit Hybridpolymerschale (links); Hybridpolymer-Hohlkugel (rechts)

Publikationen

 

  • D. Bychanok , S. Li , A. Sanchez-Sanchez , G. Gorokhov , P. P. Kuzhir , F. Y. Ogrin , A. Pasc , T. Ballweg , K. Mandel , A. Szczurek , V. Fierro , Alain Celzard – "Hollow carbon spheres in microwaves: bio inspired absorbing coating", Applied Physics Letters, 108 (2016) 013701-1 - 013701-5.
  • Thomas Ballweg, Doris Hanselmann, Carsten Gellermann, Jörn Probst – "Method for encapsulating liquid or pasty substances in a cross-linked encapsulation material". US 20120128978 A1.
  • Thomas Ballweg, Carsten Gellermann, Doris Hanselmann – "Mikroverkapselung von Schwefel auf Basis silicatischer Verbindungen". DE102012202069 A1.
  • Thomas Ballweg – Neuartiges schonendes Verkapselungsverfahren, Jahresbericht des Fraunhofer Instituts für Silicatforschung ISC, Würzburg (2010), S. 70-74

Silica-Partikel

  • Synthese, Funktionalisierung und Herstellung
  • Nasschemische Synthese via Sol-Gel-Emulsion und Aushärtungsmethoden
  • Kern-Schale-Morphologien, insbes. Silica-Passivierungsstrategien
  • Funktionalisierung und Herstellung

 

Anwendungsmöglichkeiten:

  • Nanokomposite
  • Ultrahochleistungsbeton
  • Gummizusatz
  • Poröse Containerpartikel
Publikationen


  • Thomas Ballweg, Carsten Gellermann, Karl Mandel – "Coatings with a mole-hill structure of nanoparticle raspberry-containers for surfaces with abrasion-refreshable reservoir functionality, ACS Applied Materials and Interfaces", 7 (2015) 24909–24914.
  • T. Ballweg, C. Stauch, D. Hanselmann, K. H. Haas, K. Mandel – "Nanostrukturierte Mikropartikel aus silanisierten Primärpartikeln mit steuerbarer Redispergierbarkeit und Verfahren zu deren Herstellung"
    Deutsche Patentanmeldung 10 2016 209 499.8
  • D. Kuhn, K.Mandel, F. Somorowsky – "Anorganische, Silica-basierte Feststoff-Schaumpartikel mit geschlossenen Innenporen, ihre Herstellung und ihre Verwendung als Füll- oder Speicherstoff",
    Deutsche Patentanmeldung 10 2014 113 411.7
  • Tina Oertel, Frank Hutter, Ricarda Tänzer, Uta Helbig, Gerhard Sextl – Primary particle size and agglomerate size effects of amorphous silica in ultra-high performance concrete, Cement & concrete composites 37 (2013), 61-67 ISSN: 0958-9465.

Schichtpartikel

Selektive Adsorber und Flammschutzmittel: maßgefertigte Schichtpartikelzusammensetzung

Schichtpartikel

Selektive Phosphatadsorption mit Schichtpartikel verwendet in Abwasser:

Publikationen
  • Andreas Flegler, Michael Schneider, Johannes Prieschl, Ralph Stevens, Thomas Vinnay, Karl Mandel – "Continuous flow synthesis and cleaning of nano layered double hydroxides and the potential of the route to adjust round or platelet nanoparticle morphology", RSC Advances, 6 (2016), 57236–57244.
  • Asya Drenkova-Tuhtan*, Michael Schneider, Karl Mandel, Carsten Meyer, Carsten Gellermann, Gerhard Sextl, Matthias Franzreb, Heidrun Steinmetz – "Influence of cation building blocks of metal hydroxide precipitates on their adsorption and desorption capacity for phosphate in wastewater - a screening study",  Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 488 (2016) 145-153.
  • Asya Drenkova-Tuhtan, Karl Mandel, Anja Paulus, Carsten Meyer, Frank Hutter, Carsten Gellermann, Gerhard Sextl, Matthias Franzreb, Heidrun Steinmetz – "Phosphate recovery from wastewater using engineered superparamagnetic particles modified with layered double hydroxide ion exchangers", Water Research, 47 (2013) 5670-5677.
  • Karl Mandel, Asya Drenkova-Tuhtan, Frank Hutter, Carsten Gellermann, Heidrun Steinmetz, Gerhard Sextl – "Layered double hydroxide ion exchangers on superparamagnetic microparticles for recovery of phosphate from waste water", Journal of Materials Chemistry A, 1 (2013) 1840-1848.

Titandioxid

Photokatalytisch aktive Titandioxid-Nanopartikel im Größenmaßstab von 5 bis 20 nm

sind in Form von Pasten und stabilen Dispersionen erhältlich.
werden zur Herstellung von mesoporösen Titandioxid-Schichten (Porengrößenbereich von 2 – 15 nm) eingesetzt.

Photokatalytisch aktive Titandioxid-Schichten im Schichtdickenbereich von 100 nm bis 1 µm

zeigen nach Belichtung superhydrophile Eigenschaften und lassen Wassertropfen zu einem transparenten Wasserfilm spreiten.
zeigen unter optimalen Verhältnissen (Licht, Luftfeuchtigkeit) selbstreinigende Wirkung.
kommen bei der Abwasserreinigung und Trinkwasseraufbereitung zum Einsatz.

Photokatalytisch aktive Titandioxid-Nanopartikel im Größenmaßstab von 5 bis 20 nm

sind in Form von Pasten und stabilen Dispersionen erhältlich und werden zur Herstellung von photokatalytisch ausgerüsteten Kunststoff-Oberflächen in hybridpolymere Matrices eingearbeitet.
können zur Verringerung/Unterdrückung der photokatalytischen Aktivität mit einer Siliciumdioxid-Hülle hergestellt werden, um die hochbrechende Eigenschaft des Titandioxids zu nutzen.

Mesoporöse Titandioxid-Schichten im Schichtdickenbereich von 100 nm bis 2 µm

werden mittels Tauchbeschichtung auf leitfähig-beschichtete Glassubstrate, z.B. Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO) appliziert und dienen so als Basis für neuartige Solarzellen-Konzepte (Farbstoff-, Perowskit-Solarzelle) oder elektrochrome Elemente.
werden mittels Tauchbeschichtung auf leitfähig-beschichtete Glassubstrate, z.B. Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO) appliziert und dienen so als Basis für neuartige Solarzellen-Konzepte (Farbstoff-, Perowskit-Solarzelle) oder elektrochrome Elemente.

Viologen-modifizierte Titandioxid-Schichten auf FTO-beschichtetem Glas

ändern ihre Lichtdurchlässigkeit beim Anlegen einer geringen elektrischen Spannung.
ändern ihre Lichtdurchlässigkeit beim Anlegen einer geringen elektrischen Spannung.

The IN-LIGHT project has received funding from the European Union’s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement n° 314233.

www.inlight-project.eu

Mesoporöse Titandioxid-Schichten im Schichtdickenbereich von 100 nm bis 1 µm

werden über Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf leitfähig ausgerüsteter Kunststofffolie, z.B. Zinn-dotiertes Indiumoxid (ITO) appliziert.
werden über Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf leitfähig ausgerüsteter Kunststofffolie, z.B. Zinn-dotiertes Indiumoxid (ITO) appliziert.

Viologen-modifizierte Titandioxid-Schichten auf ITO-beschichteter Kunststofffolie

ändern ihre Lichtdurchlässigkeit beim Anlegen einer geringen elektrischen Spannung.
ändern ihre Lichtdurchlässigkeit beim Anlegen einer geringen elektrischen Spannung.


The IN-LIGHT project has received funding from the European Union’s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement n° 314233.

www.inlight-project.eu

Kontakt


Dr. Karl Sebastian Mandel

Leiter

Partikeltechnologie

Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Neunerplatz 2
97082 Würzburg

Telefon: +49 931 4100-402
Fax: +49 931 4100-399