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Zusammenfassung:
In dieser Arbeit wurden amphiphil modifizierte Titandioxid-Januspartikel durch asymmetrische Beschichtung mit Silanen präpariert. Die dargestellten Januspartikelmengen konnten durch ein Upscaling der Präparationsmethode in den Grammbereich erhöht werden, wobei die Ausbeute vor allem durch das Reaktionsvolumen bestimmt wird. Die mit Methyltrichlorosilan und Chorotrimethylsilan beschichten Partikel zeigen ein vom Titandioxid unterschiedliches Sedimentationsverhalten, dass durch eine Änderung im Aggregationsverhalten erklärt werden kann. Die Aggregation der asymmetrischen Partikel erfolgt in der wässrigen Phase aufgrund der hydrophoben Wechselwirkungen der silanbeschichteten Seiten deutlich schneller und zum Teil in sehr spezieller Weise. Durch Zugabe von Wasser in eine ethanolische Suspension der mit Chlorotrimethylsilan beschichteten Partikel konnte eine spontane Aggregation in lange Fäden beobachtet werden. Diese Fäden lagern sich an der Flüssigkeitsoberfläche an, wo sie danach zu großen Platten aggregieren.
Die Modifikation der Januspartikel zeigt interessante Effekte für die Stabilisierung von Emulsionen. Die Januspartikel können Emulsionen in einem breiteren pH-Bereich stabilisieren als die nicht-modifizierten Titandioxidpartikel. In deionisiertem Wasser stabilisieren die Januspartikel kleinere Emulsionstropfen, was durch eine höhere Resistenz gegen Tropfenkoaleszenz bedingt ist.
Die hergestellten Emulsionen sind sehr konzentriert und zeigen rheologisch eine Scherverdünnung. Durch Reduktion der wässrigen Phase lässt sich die Viskosität weiter erhöhen, allerdings verliert die Emulsion dabei die Widerstandskraft gegen Scherungen. In der Oszillationsrheometrie kann eine weitgehende Frequenzunabhängikeit des elastischen Modules G‘ gezeigt werden. Bei großen Oszillationsamplituden beginnen diese viskoelastischen Emulsionen zu fließen.
Es wurden erste Versuche für den Einsatz von mit Januspartikeln stabilisierten Pickering-Emulsionen als katalytisches System für den photokatalytischen Abbau von Diclofenac durchgeführt. Durch das Emulgieren mit Octanol konnte der Diclofenac-Gehalt einer Lösung mit einer Konzentration von 0,1 mg/mL um 85 % reduziert werden. Nach einer UV-Belichtung sind 99 % des Diclofenacs aus der wässrigen Phase entfernt. Dies geschieht sowohl durch eine Anreicherung des Diclofenacs in der Ölphase als auch über einen effizienten photokatalytischen Abbau.
