The stability of organic surface functionalizations on silica and titania nanoparticles

Abstract

Die Oberfläche von Titandioxid Nanopartikeln (Ø ~ 5 nm) wurde mit Natriumdodecylsulfat (SDS), Dodecansäure (DDA), Dodecylamin (DDAmine) und Dodecylphosphonsäure (DPA) funktionalisiert. Die Photostabilitäts-Tests unter UV-Licht zeigten eine erhöhte Stabilität der Phosphonate im Vergleich zu anderen auf der Titandioxid-Nanopartikel- Oberfläche gebundenen Molekülen. Darüber hinaus wurden Siliziumndioxid-Titandioxid Kern-Schale-Nanopartikel hergestellt, die eine Schalendicke von 4 nm bei einem Titanoxidkern von 9 nm aufweisen. Es wurde beobachtet, dass die Siliziumdioxidschale die photokatalytische Aktivität von Titandioxid reduziert. Mehrere Phosphonat-Silan-Moleküle mit beiden Funktionalitäten wurden durch die Anwendung der Arbuzov-Reaktion synthetisiert. Titandioxid und Siliziumdioxid-Nanopartikel wurden erfolgreich mittels dieser Kopplungsmoleküle miteinander verbunden, da eine präferenzielle Anbindung der Funktionalitäten erzielt wurde. Darüber hinaus wurden Titandioxid Pickering-Emulsionen unter Verwendung von Paraffin als Öl-Phase und Wasser hergestellt.<br />

Titania nanoparticles of around 5 nm diameter were surface functionalized with sodium dodecyl sulphate (SDS), dodecanoic acid (DDA), dodecyl amine (DDAmine) and dodecylphosphonic acid (DPA) as compatibilizers. The photostability test using UV light revealed that phosphonates are more stable as compared to other molecules on the surface of titania nanoparticles. Moreover, silica-titania core-shell nanoparticles were prepared with a silica shell of 4 nm and 9 nm. It was observed that silica shell reduces the photocatalytic activity of titania. Several phosphonate-silane coupling molecules were synthesized by applying Arbuzov's reaction. titania and silica nanoparticles were successfully attached to these coupling molecules. Furthermore, titania Pickering emulsions were prepared using paraffin wax as oil phase and water as an aqueous phase.