DE102021200731A1 - core-shell particles - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Kern-Hülle-Partikel (2) angegeben, dass zur selektiven Entfernung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln (32) aus Wasser (34) besonders geeignet ist. Das Kern-Hülle-Partikel (2) umfasst einen Kern (4), der mindestens ein magnetisches Nanopartikel enthält, sowie eine Hülle (6), die den Kern (4) umschließt und aus einer Monolage von Molekülen (8) gebildet ist. Jedes Molekül (8) der Hülle (6) weist eine Ankergruppe (12), ein molekulares Rückgrat (14) und eine Kopfgruppe (16, 16a, 16b) auf. Über die Ankergruppe (12) ist das Molekül (8) dabei mit einer Oberfläche (10) des Kerns (4) verbunden. Das molekulare Rückgrat (14) verbindet die Ankergruppe (12) mit der Kopfgruppe (16, 16a, 16b), die ihrerseits von der Oberfläche (10) des Kerns (4) abgewandt ist. Eine erste Gruppe (20) von Molekülen (8) der Hülle (6) weist unpolare Kopfgruppen (16, 16a) aufweist, die eine lipophile Oberfläche (18) der Hülle (6) bilden. Eine zweite Gruppe (22) von Molekülen (8) der Hülle (6) trägt positive elektrische Ladungen (24), so dass das Kern-Hülle-Partikel (6) insgesamt eine positive elektrische Oberflächenladung aufweist. Das Kern-Hülle-Partikel (6) ist hierdurch trotz der lipophilen Oberfläche (18) der Hülle (6) in wässriger Umgebung dispergierbar. A core-shell particle (2) is specified that is particularly suitable for the selective removal of micro- and nanoplastic particles (32) from water (34). The core-shell particle (2) comprises a core (4) containing at least one magnetic nanoparticle and a shell (6) which encloses the core (4) and is formed from a monolayer of molecules (8). Each molecule (8) of the shell (6) has an anchor group (12), a molecular backbone (14) and a head group (16, 16a, 16b). The molecule (8) is connected to a surface (10) of the core (4) via the anchor group (12). The molecular backbone (14) connects the anchor group (12) to the head group (16, 16a, 16b), which in turn faces away from the surface (10) of the core (4). A first group (20) of molecules (8) of the shell (6) has non-polar head groups (16, 16a) which form a lipophilic surface (18) of the shell (6). A second group (22) of molecules (8) of the shell (6) carries positive electrical charges (24), so that the core-shell particle (6) has an overall positive electrical surface charge. As a result, the core-shell particle (6) can be dispersed in an aqueous environment despite the lipophilic surface (18) of the shell (6).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kern-Hülle-Partikel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Kern-Hülle-Partikel ist aus
Eines der größten Umweltprobleme der heutigen Zeit stellt die Verschmutzung von Wasser und Luft mit Mikro- und Nanoplastik (also Kunststoffpartikeln mit typischen Größen im Mikrometer- oder Nanometerbereich) dar. Solche Kunststoffpartikel werden einerseits als Zusatzstoffe in der Kosmetikindustrie bewusst hergestellt und eingesetzt, zum Beispiel um die Materialeigenschaften von Cremen und Gelen wie Shampoos oder Peelings einzustellen. Ein wesentlich größerer Anteil der vorhandenen Mikro- und Nanoplastikpartikel entsteht aber unbeabsichtigt durch Abrieb bei der mechanischen Beanspruchung von Kunststoffteilen wie z.B. Autoreifen, oder durch Verwitterung und Zersetzung von Plastikabfall unter Wirkung von Umwelteinflüssen wie Wind, Sonne und Wasser.One of the biggest environmental problems of today is the pollution of water and air with micro- and nanoplastics (i.e. plastic particles with typical sizes in the micrometer or nanometer range). Such plastic particles are deliberately produced and used as additives in the cosmetics industry, for example to to adjust the material properties of creams and gels such as shampoos or peelings. However, a significantly larger proportion of the existing micro- and nanoplastic particles are created unintentionally through abrasion during mechanical stress on plastic parts such as car tires, or through weathering and decomposition of plastic waste under the influence of environmental influences such as wind, sun and water.
Im Fokus der Aufmerksamkeit stehen hierbei derzeit Mikroplastikpartikel im Größenbereich von 1 bis 5000 µm (Mikrometer), zumal durch die Forschung in jüngerer Zeit zunehmend die Akkumulation solcher Plastikpartikel in biologischen Systemen beobachtet wurde. Noch gravierendere Auswirkungen auf biologische Systeme sind von Nanoplastikpartikeln, also Kunststoffpartikeln mit Größen unterhalb von 1 µm zu erwarten. Denn mit der geringeren Größe steigt die Wahrscheinlichkeit, dass solche Partikel in menschliches, tierisches oder pflanzliches Gewebe eindringen und hier Entzündungen oder Vergiftungen hervorrufen, stark an.The focus of attention is currently on microplastic particles in the size range from 1 to 5000 µm (microns), especially since research has recently increasingly observed the accumulation of such plastic particles in biological systems. Even more serious effects on biological systems can be expected from nanoplastic particles, i.e. plastic particles with sizes below 1 µm. The smaller the size, the more likely it is that such particles will penetrate human, animal or plant tissue and cause inflammation or poisoning.
In jüngerer Zeit wurde verschiedentlich der Einsatz von magnetischen Kern-Hülle-Nanopartikeln (oder Kern-Schale-Nanopartikeln, englisch: Magnetic Core Shell Nano Particles, kurz: MCSNP) zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser oder Ölen, von verschiedenartigen Verunreinigungen vorgeschlagen.Recently, the use of magnetic core-shell nanoparticles (or core-shell nanoparticles, English: Magnetic Core Shell Nano Particles, abbreviated: MCSNP) for cleaning liquids, in particular water or oils, from various contaminants has been proposed on various occasions.
Solche MCSNP bestehen in der Regel aus einem Kern aus einem magnetischen (d.h. magnetisierten oder magnetisierbaren) Material sowie einer Hülle, die den Kern umschließt und aus einer Monolage von kettenförmigen, organischen Molekülen gebildet ist. Jedes Molekül der Hülle ist mit einer Ankergruppe mit der Oberfläche des Kerns verbunden und steht von dieser Oberfläche ab. An ihren zu den Ankergruppen entgegengesetzten Kettenenden tragen die Moleküle der Hülle eine Kopfgruppe, die zur Bindung der jeweils zu entfernenden Verunreinigung funktionalisiert ist.Such MCSNPs usually consist of a core made of a magnetic (i.e. magnetized or magnetizable) material and a shell that encloses the core and is made up of a monolayer of chain-like organic molecules. Each molecule of the shell is connected to the surface of the core with an anchor group and protrudes from this surface. At their chain ends opposite to the anchor groups, the molecules of the shell carry a head group that is functionalized to bind the respective impurity to be removed.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kern-Hülle-Partikel anzugeben, dass eine besonders effektive Bindung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln in wässrigen Umgebung ermöglicht und das sich somit besonders effektiv zur Reinigung von mit Mikro- und Nanoplastik verunreinigtem Wasser einsetzen lässt.The invention is based on the object of specifying a core-shell particle that enables particularly effective binding of microplastic and nanoplastic particles in an aqueous environment and which can therefore be used particularly effectively for cleaning water contaminated with microplastic and nanoplastic.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kern-Hülle-Partikel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Kern-Hülle-Partikel weist danach - grundsätzlich analog zu den aus
Erfindungsgemäß umfasst die Hülle eine erste Gruppe von Molekülen, die jeweils mindestens eine unpolare Kopfgruppe aufweisen. Die Kopfgruppen dieser ersten Gruppe von Molekülen bilden eine lipophile Oberfläche der Hülle. Des Weiteren umfasst die Hülle eine zweite Gruppe von Molekülen, die positive elektrische Ladungen tragen. Jedes Molekül der zweiten Gruppe trägt dabei mindestens eine positive Ladung. Ein verstärkter Ladungseffekt wird optional dadurch erzielt, dass einige oder sogar alle Moleküle der zweiten Gruppe mehrere gleiche und/oder verschiedene positive Ladungsgruppen enthalten. Diese zweite Gruppe von Molekülen ist dabei derart ausgewählt, dass das Kern-Hülle-Partikel insgesamt eine positive elektrische Oberflächenladung aufweist. Insgesamt sind die beiden Gruppen von Molekülen der Hülle derart ausgewählt, dass das Kern-Hülle-Partikel in wässriger Umgebung dispergierbar ist.According to the invention, the shell comprises a first group of molecules, each of which has at least one non-polar head group. The head groups of this first group of molecules form a lipophilic surface of the shell. The shell also includes a second group of molecules that carry positive electrical charges. Each molecule of the second group carries at least one positive charge. An increased charging effect is optionally achieved in that some or even all of the molecules of the second group contain several identical and/or different positive charge groups. This second group of molecules is selected in such a way that the core-shell particle has an overall positive electrical surface charge. Overall, the two groups of molecules of the shell are selected in such a way that the core-shell particle is dispersible in an aqueous environment.
Die Zuordnung der Moleküle der Hülle zu der ersten bzw. zweiten Gruppe ist dabei rein funktional zu verstehen und wird ausschließlich durch die vorstehend beschriebenen Moleküleigenschaften (unpolare Kopfgruppen bzw. positive Ladungen) definiert. Die beiden Gruppen können dabei im Rahmen der Erfindung disjunkt sein (also keine Schnittmenge aufweisen) und somit jeweils aus vollständig verschiedenen Molekülen gebildet sein. Sie können alternativ aber auch überlappen oder sogar vollständig identisch sein und somit ganz oder teilweise aus denselben Molekülen gebildet sein. Ein bestimmtes Molekül der Hülle kann mit anderen Worten sowohl der ersten Gruppe als auch der zweiten Gruppe angehören, nämlich immer dann, wenn dieses Molekül sowohl eine unpolare Kopfgruppe und mindestens eine positive Ladung aufweist.The assignment of the molecules of the shell to the first or second group is to be understood as purely functional and is defined exclusively by the molecular properties described above (non-polar head groups or positive charges). Within the scope of the invention, the two groups can be disjoint (ie have no intersection) and thus each be formed from completely different molecules. Alternatively, however, they can also overlap or even be completely identical and thus be formed entirely or partially from the same molecules. In other words, a specific molecule of the shell can belong both to the first group and to the second group, namely whenever this molecule has both a non-polar head group and at least one positive charge.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass herkömmliche MCSNP mit hydrophober Oberfläche, wie sie an sich aus
Ein weiteres Problem besteht erkanntermaßen darin, dass Mikro- und Nanoplastikpartikel in wässriger Umgebung in der Regel feinverteilt vorkommen und im Gegensatz zu flüssigen Kohlenwasserstoffen wie Erdöl keine separaten Phasen bilden. Die in
Zwar sind, z.B. aus
Um dennoch eine effektive Entfernung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln mit MCSNP zu ermöglichen, werden bei dem erfindungsgemäßen Kern-Hülle-Partikel gezielt gegensätzlich wirkende Strukturen in die Hülle eingebaut.However, in order to enable an effective removal of micro- and nanoplastic particles with MCSNP, in the case of the core-shell particle according to the invention, structures with opposite effects are purposefully built into the shell.
Durch die unpolaren Kopfgruppen der ersten Gruppe von Hüllen-Molekülen wird eine lipophile (und an sich hydrophobe) Oberfläche der Hülle geschaffen, die eine hinreichende Selektivität für Mikro- und Nanoplastikpartikel gewährleistet und eine Agglomeration von anderen in der wässrigen Umgebung vorkommenden Mikro- und Nanopartikeln (insbesondere anorganischen Sediment-Partikeln) hemmt.The non-polar head groups of the first group of shell molecules create a lipophilic (and per se hydrophobic) surface of the shell, which ensures sufficient selectivity for micro- and nanoplastic particles and prevents agglomeration of other micro- and nanoparticles occurring in the aqueous environment ( especially inorganic sediment particles).
Durch die positiven Ladungen der zweiten Gruppe von Hüllen-Molekülen wird einerseits sichergestellt, dass das Kern-Hülle-Partikel in der wässrigen Umgebung dispergierbar ist, und dass somit ein die Kern-Hülle-Partikel enthaltendes Bindemittel in Wasser lösbar ist. Dadurch dass mittels der positiven Ladungen ein positives Oberflächenpotential des Kern-Hülle-Partikels geschaffen wird, werden andererseits Mikro- und Nanoplastikpartikel zusätzlich durch elektrische Anziehungskräfte (Coulomb-Wechselwirkung) gebunden. Die hierdurch erzielte Bindungsfähigkeit der Kern-Hülle-Partikel hat sich als hinreichend stark herausgestellt, um die Kern-Hülle-Partikel unter Wirkung von Magnetfeldern zusammen mit den anhaftenden Mikro- und Nanoplastikpartikeln zu größeren Agglomeraten zu binden und diese aus der wässrigen Phase zu entfernen.The positive charges of the second group of shell molecules ensure on the one hand that the core-shell particle is dispersible in the aqueous environment and that a binder containing the core-shell particles is soluble in water. Because a positive surface potential of the core-shell particle is created by means of the positive charges, on the other hand, micro- and nanoplastic particles are additionally attracted by electrical forces of attraction (Coulomb interaction) bound. The binding ability of the core-shell particles achieved in this way has turned out to be sufficiently strong to bind the core-shell particles together with the adhering micro- and nanoplastic particles to form larger agglomerates under the effect of magnetic fields and to remove them from the aqueous phase.
Um die gegensätzlichen Eigenschaften des Kern-Hülle-Partikels, nämlich einerseits die lipophile Eigenschaft der Oberfläche der Hülle und andererseits die positive Oberflächenladung und damit die Dispergierbarkeit in Wasser, in besonders effektiver Weise zu gewährleisten, ohne dass sich diese gegensätzlichen Eigenschaften stören oder kompensieren, sind die positiven Ladung vorzugsweise nicht an der Oberfläche der Hülle angeordnet, sondern innerhalb der Hülle.In order to ensure the opposing properties of the core-shell particle, namely on the one hand the lipophilic property of the surface of the shell and on the other hand the positive surface charge and thus the dispersibility in water, in a particularly effective manner, without these opposing properties interfering with or compensating for each other, are the positive charge is preferably not located on the surface of the shell but within the shell.
Um dies zu erreichen, umfasst die Hülle in einer ersten Ausgestaltungsvariante der Erfindung (erste) Moleküle, die sowohl eine unpolare Kopfgruppe aufweisen als auch (unterhalb der Kopfgruppe) positive elektrische Ladungen tragen. In dieser Ausführungsvariante der Erfindung sind somit die erste Gruppe und die zweite Gruppe der Hüllen-Moleküle ganz oder teilweise identisch.In order to achieve this, in a first embodiment variant of the invention, the shell comprises (first) molecules which both have a non-polar head group and (below the head group) carry positive electrical charges. In this variant embodiment of the invention, the first group and the second group of shell molecules are therefore completely or partially identical.
In einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die zweite Gruppe der Hüllen-Moleküle (zweite) Moleküle mit einer positiv geladenen Kopfgruppe, wobei diese zweiten Moleküle eine geringere Kettenlänge aufweisen als Moleküle der ersten Gruppe. Durch die geringere Kettenlänge der zweiten Moleküle wird wiederum sichergestellt, dass sich die positiven Ladungen im Inneren der Hülle (also unterhalb der lipophilen Oberfläche der Hülle) befinden.In a second embodiment of the invention, the second group of shell molecules includes (second) molecules with a positively charged head group, these second molecules having a shorter chain length than molecules of the first group. The shorter chain length of the second molecules in turn ensures that the positive charges are located inside the shell (ie below the lipophilic surface of the shell).
Im Rahmen der Erfindung liegen ferner auch Mischformen der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung. In solchen Mischformen umfasst die Hülle also sowohl die (ersten) Moleküle mit unpolarer Kopfgruppe und positiven elektrischen Ladungen unterhalb der Kopfgruppe als auch die vergleichsweise kurzkettigen (zweiten) Moleküle mit positiv geladener Kopfgruppe. Mixed forms of the two embodiment variants of the invention described above also lie within the scope of the invention. In such mixed forms, the shell thus includes both the (first) molecules with a non-polar head group and positive electrical charges below the head group and the comparatively short-chain (second) molecules with a positively charged head group.
Zur Realisierung der positiven Ladungen enthalten die Moleküle der zweiten Gruppe vorzugsweise Ammonium-Gruppen, Pyridinium-Gruppen und/oder Imidazolium-Gruppen. Die unpolaren Kopfgruppen der ersten Gruppe von Hüllen-Molekülen sind vorzugsweise durch Alkylketten und/oder Fluoralkylketten mit Kettenlängen größer oder gleich 2 (d.h. mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen in der Kette) gebildet.To realize the positive charges, the molecules of the second group preferably contain ammonium groups, pyridinium groups and/or imidazolium groups. The non-polar head groups of the first group of shell molecules are preferably formed by alkyl chains and/or fluoroalkyl chains with chain lengths greater than or equal to 2 (i.e. with at least two carbon atoms in the chain).
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung - insbesondere in bevorzugten Ausgestaltungen, in denen Kern aus Eisenoxid (FeOx), zum Beispiel Magnetit oder Maghämit, besteht - weist der Kern eine negative elektrische Oberflächenladung auf. In diesem Fall sind die Hüllen-Moleküle stets so ausgewählt, dass die negative Oberflächenladung durch die positiven elektrischen Ladungen der zweiten Gruppe von Hüllen-Molekülen überkompensiert wird. Die negative Oberflächenladung des Kerns wird mit anderen Worten durch die positiven Ladungen der Hülle umgepolt, so dass das Kern-Hülle-Partikel insgesamt eine positive elektrische Oberflächenladung aufweist.In certain embodiments of the invention - particularly in preferred embodiments in which the core consists of iron oxide (FeO x ), for example magnetite or maghemite - the core has a negative electrical surface charge. In this case, the shell molecules are always selected in such a way that the negative surface charge is overcompensated by the positive electrical charges of the second group of shell molecules. In other words, the polarity of the negative surface charge of the core is reversed by the positive charges of the shell, so that the core-shell particle has a positive electrical surface charge overall.
In vorteilhafter Dimensionierung weist das Kern-Hülle-Partikel in wässriger Umgebung ein Zeta-Potential von mehr als 10 mV (Milli-Volt), vorzugsweise mehr als 20 mV, insbesondere mehr als 35 mV auf. Zusätzlich oder alternativ weist die Hülle eine (totale) Oberflächenenergie von weniger als 45 mN/m (Milli-Newton pro Meter), vorzugsweise weniger als 30 mN/m, insbesondere weniger als 25 mN/m, auf. Der polare Anteil der Oberflächenenergie der Hülle beträgt dabei insbesondere weniger als 50%, bevorzugt weniger als 40% und insbesondere weniger als 25% der totalen Oberflächenenergie.In an advantageous dimensioning, the core-shell particle has a zeta potential of more than 10 mV (millivolts), preferably more than 20 mV, in particular more than 35 mV, in an aqueous environment. Additionally or alternatively, the shell has a (total) surface energy of less than 45 mN/m (milli-Newtons per meter), preferably less than 30 mN/m, in particular less than 25 mN/m. The polar proportion of the surface energy of the shell is in particular less than 50%, preferably less than 40% and in particular less than 25% of the total surface energy.
Die Moleküle der Hülle bedecken die Oberfläche des Kerns vorzugsweise mit einer Dichte vom 0,5 bis 7 Molekülen/nm2 (Quadrat-Nanometer)), vorzugsweise mit ungefähr 4 Molekülen/nm2.The molecules of the shell preferably cover the surface of the core at a density of 0.5 to 7 molecules/nm 2 (square nanometers)), preferably about 4 molecules/nm 2 .
Der Kern weist in besonders geeigneten Ausführungen der Erfindung einen Durchmesser von 10 bis 70 nm (Nanometer), insbesondere ungefähr 30 nm, auf. Der durchschnittliche Durchmesser des Kern-Hülle-Partikels vergrößert sich durch die Hülle im Vergleich zum Kerndurchmesser vorzugsweise um 2 bis 10 nm, insbesondere um ungefähr 4 nm.In particularly suitable embodiments of the invention, the core has a diameter of 10 to 70 nm (nanometers), in particular approximately 30 nm. The average diameter of the core-shell particle increases through the shell compared to the core diameter, preferably by 2 to 10 nm, in particular by about 4 nm.
Der Kern kann im Rahmen der Erfindung - je nach dem Einsatzgebiet des Kern-Hülle-Partikels - paramagnetische, diamagnetische, ferromagnetische oder ferrimagnetische Eigenschaften aufweisen. Vorzugsweise ist er superparamagnetisch ausgebildet.Depending on the field of application of the core-shell particle, the core can have paramagnetic, diamagnetic, ferromagnetic or ferrimagnetic properties within the scope of the invention. It is preferably designed to be superparamagnetic.
Die Hüllen-Moleküle sind vorzugsweise durch Phosphonsäurederivate gebildet. Die Ankergruppe der Hüllen-Moleküle ist also bevorzugt durch eine Phosphonsäure-Gruppe gebildet. Die Hüllen-Moleküle haben in dieser Ausführungsform insbesondere die verallgemeinerte chemische Struktur R-PO(OH)2, wobei OH auch durch OR' mit R'=Me, Et substituiert sein kann. Die Abkürzungen „Me“ und „Et“ stehen hierbei für eine Methyl-Gruppe bzw. eine Ethyl-Gruppe. In der vorstehend genannten Summenformel bezeichnet „R“ das molekulare Rückgrat und die Kopfgruppe, allgemein also eine (insbesondere durch Alkylketten gebildete) molekulare Kettenstruktur, wobei die Kettenlänge dieser Struktur vorzugsweise zwischen 2 und 20 liegt. In dem molekularen Rückgrat zumindest eines Teils der Hüllen-Moleküle können im Rahmen der Erfindung ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Heteroatome wie Sauerstoff oder Schwefel oder durch Phenylgruppen ersetzt sein. Das das molekulare Rückgrat und die Kopfgruppe können weiterhin ganz oder teilweise fluoriert sein. Die Hüllen-Moleküle stehen insbesondere in einem durchschnittlichen Neigungswinkel von 90° zur Oberfläche des Kerns. Variationen in der durchschnittlichen Molekülneigung sind in Abhängigkeit der verwendeten Moleküle möglich und liegen bei bis zu 45°.The shell molecules are preferably formed by phosphonic acid derivatives. The anchor group of the shell molecules is therefore preferably formed by a phosphonic acid group. In this embodiment, the shell molecules have in particular the generalized chemical structure R—PO(OH) 2 , where OH can also be substituted by OR′ with R′=Me, Et. The abbreviations “Me” and “Et” stand for a methyl group and an ethyl group, respectively. In the molecular formula mentioned above, "R" designates the molecular backbone and the head group, ie generally one molecular chain structure (particularly formed by alkyl chains), the chain length of this structure preferably being between 2 and 20. Within the scope of the invention, one or more carbon atoms in the molecular backbone of at least some of the shell molecules can be replaced by heteroatoms such as oxygen or sulfur or by phenyl groups. The molecular backbone and the head group can also be fully or partially fluorinated. In particular, the shell molecules are at an average angle of inclination of 90° to the surface of the core. Variations in the average molecular inclination are possible depending on the molecules used and are up to 45°.
Größen, deren Werte mit Zusätzen wie „ungefähr“, „etwa“, etc. unscharf angegeben sind, können insbesondere um ±10%, vorzugsweise ±5%, von dem jeweils angegebenen Wert abweichen.Values whose values are given with suffixes such as “approximately”, “approximately”, etc. can deviate in particular by ±10%, preferably ±5%, from the value given in each case.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 im Querschnitt ein grob schematisch dargestelltes Kern-Hülle-Partikel mit einem Kern aus einem superparamagnetischen Nanopartikel und einer Hülle aus kettenförmigen Hüllen-Molekülen, -
2 in einem grob schematischen Querschnitt einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform des Kern-Hülle-Partikels gemäß1 , wobei eine erste Gruppe der Hüllen-Moleküle jeweils eine unpolare Kopfgruppe tragen und eine zweite Gruppe von Hüllen-Molekülen jeweils mindestens eine elektrisch positiv geladene Kopfgruppe tragen, und wobei die Moleküle der zweiten Gruppe eine geringere Kettenlänge aufweisen als die Moleküle der ersten Gruppe, -
3 fünf Strukturformeln von Hüllen-Molekülen, die alternativ oder in Kombination zur Bildung der Hülle des Kern-Hülle-Partikels gemäß 2 einsetzbar sind, nämlich in3(a) bis3(d) vier Phosponsäurederivate mit jeweils eine positiv geladenen Kopfgruppe, die alternativ oder in Kombination als Moleküle der zweiten Gruppe einsetzbar sind sowie in3(e) ein Phosphonsäurederivat mit einer unpolaren Kopfgruppe, das als Molekül der ersten Gruppe einsetzbar ist, -
4 inDarstellung gemäß 2 einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform des Kern-Hülle-Partikels gemäß1 , wobei hier alle Hüllen-Moleküle jeweils eine unpolare Kopfgruppe tragen, und wobei eine Untergruppe dieser Hüllen-Moleküle unterhalb der Kopfgruppe mindestens eine positive Ladung tragen, -
5 drei Strukturformeln von Hüllen-Molekülen in Form von Phosponsäurederivaten mit einer unpolaren Kopfgruppe und mindestens einer positiven Ladung, die alternativ oder in Kombination zur Bildung der Hülle des Kern-Hülle-Partikels gemäß 4 einsetzbar sind, und -
6 in schematischer Darstellung eine Reinigungsvorrichtung zur Entfernung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln aus Wasser unter Verwendung der Kern-Hülle-Partikel, und -
7 in schematischer Darstellung die Bindung von Mikro- und Nanoplastikpartikeln mittels der Kern-Hülle-Partikel.
-
1 in cross section, a roughly schematic core-shell particle with a core of a superparamagnetic nanoparticle and a shell of chain-like shell molecules, -
2 in a roughly schematic cross section a section of a first embodiment of the core-shell particle according to FIG1 , wherein a first group of shell molecules each carry a non-polar head group and a second group of shell molecules each carry at least one electrically positively charged head group, and the molecules of the second group have a shorter chain length than the molecules of the first group, -
3 five structural formulas of shell molecules, alternatively or in combination to form the shell of the core-shell particle according to2 can be used, namely in3(a) until3(d) four phosphonic acid derivatives, each with a positively charged head group, which can be used alternatively or in combination as molecules of the second group, and in3(e) a phosphonic acid derivative with a non-polar head group, which can be used as a molecule of the first group, -
4 in representation according to2 according to a section of a second embodiment of the core-shell particle1 , where all shell molecules each carry a non-polar head group, and where a subgroup of these shell molecules below the head group carry at least one positive charge, -
5 three structural formulas of shell molecules in the form of phosphonic acid derivatives with a non-polar head group and at least one positive charge, which alternatively or in combination to form the shell of the core-shell particle according to4 can be used, and -
6 a schematic representation of a purification device for removing micro- and nanoplastic particles from water using the core-shell particles, and -
7 a schematic representation of the binding of micro- and nanoplastic particles by means of the core-shell particles.
Einander entsprechende Teile, Größen und Strukturen sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts, sizes and structures are given the same reference numerals throughout the figures.
Die Hülle 6 ist durch eine selbstorganisierende Monolage (Self-Assembled Monolayer, kurz SAM) aus kettenförmigen organischen (Hüllen-)Molekülen 8 gebildet, die jeweils von einer Oberfläche 10 des Kerns 4 abstehen. Der durchschnittliche Durchmesser des Kern-Hülle-Partikels 2 vergrößert sich im Vergleich zum Kerndurchmesser um ungefähr 4 nm, so dass das Kern-Hülle-Partikel 2 insgesamt einen Durchmesser von ungefähr 34 nm aufweist.The
Wie aus
Die Hüllen-Moleküle 8 sind durch Phosphonsäurederivate gebildet. Sie umfassen somit als Ankergruppe 12 jeweils eine Phosphonsäure-Gruppe mit der allgemeinen chemischen Summenformel -PO(OH)2, die über eine kovalente Bindung an der Oberfläche 10 des Kerns 4 gebunden ist. Das molekulare Rückgrat 14 eines jeden Hüllen-Moleküls 8 ist im Wesentlichen durch eine Alkan-Kette gebildet.The
In dem Beispiel gemäß
Die Hüllen-Moleküle 8 einer zweiten Gruppe 22 enthalten jeweils mindestens eine Kopfgruppe 16, die mindestens eine positive elektrische Ladung 24 trägt. Die positiv geladenen Kopfgruppen 16 (nachfolgend auch als Kopfgruppen 16b bezeichnet) sind beispielsweise durch Ammonium-Gruppen, durch Pyridinium-Gruppen und/oder - wie in
Wie aus
Durch Variation der jeweiligen Dichte der Hüllen-Moleküle 8 der ersten Gruppe 20 und der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 auf der Oberfläche 10 des Kerns 4, durch Variation der Kettenlängen der Hüllen-Moleküle 8 der ersten Gruppe 20 und der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 sowie durch Auswahl der Kopfgruppen 16a und 16b (und somit insbesondere durch Variation der positiven Ladungen pro Hüllen-Molekül 8 der zweiten Gruppe 22) können die positive elektrische Oberflächenladung und die Oberflächenenergie der Oberfläche 18 eingestellt werden.By varying the respective density of the
Beispielsweise weist das Kern-Hülle-Partikel 2 in wässriger Umgebung ein Zeta-Potential von 20 mV und eine (totale) Oberflächenenergie von weniger als 30 mN/m mit einem polaren Anteil von 25 % auf.For example, the core-
In den
- -
3(a) : 1-Methyl-3-(( )n-Phosphonsäure)-Imidazoliumbromid, wobei ( )n für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. 1-Methyl-3-(Dodecylphosphonsäure)-Imidazoliumbromid (Cas N ° [2230266-36-9]; MW: 411,32), 1-Methyl-3-(Hexylphosphonsäure)-Imidazoliumbromid (Cas N ° [1852452-65-3]; MW: 327,16), 1-Methyl-3-(Propylphosphonsäure)-Imidazoliumbromid (Cas N ° [1373155-57-7]; MW: 285,08) oder 1-Methyl-3-(Butylphosphonsäure)-Imidazoliumbromid (MW: 299,1), - -
3(b) : (( )n-Phosphonsäure)-Pyridinbromid, wobei ( )n wiederum für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. (12-Dodecylphosphonsäure)-Pyridinbromid (Ref: SIK7712-10; MW: 408,12), - -
3(c) : (1,3-Diaminopropan-N,N,N,N',N'-Pentamethyl-N'-( )n-Phosphonsäure)-Dichlorid, wobei ( )n wiederum für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. (1,3-Diaminopropan-N,N,N,N',N'-Pentamethyl-N'-Dodecylphosphonsäure)-Dichlorid (Ref : SIK7728-10; MW: 465,48), und - -
3(d) : (1-Methyl-4,4'-Bipyridin-1,1'-Diium -1'-( )n-Phosphonsäure)-Dichlorid, wobei ( )n wiederum für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats steht, z.B. (1-Methyl-4,4'-Bipyridin-1,1'-Diium-1'-Dodecylphosphonsäure)-Dichlorid (Ref: SIK7733-10; MW: 491,43).
- -
3(a) : 1-methyl-3-(( ) n -phosphonic acid)-imidazolium bromide, where ( ) n stands for different alkane chain lengths of the molecular backbone, e.g. 1-methyl-3-(dodecylphosphonic acid)-imidazolium bromide (Cas N ° [2230266- 36-9]; MW: 411.32), 1-methyl-3-(hexylphosphonic acid)-imidazolium bromide (Cas N°[1852452-65-3]; MW: 327.16), 1-methyl-3-(propylphosphonic acid )-imidazolium bromide (Cas N ° [1373155-57-7]; MW: 285.08) or 1-methyl-3-(butylphosphonic acid)-imidazolium bromide (MW: 299.1), - -
3(b) : (( ) n -phosphonic acid) pyridine bromide, where ( ) n in turn stands for different alkane chain lengths of the molecular backbone, e.g. (12-dodecylphosphonic acid) pyridine bromide (Ref: SIK7712-10; MW: 408.12), - -
3(c) : (1,3-diaminopropane-N,N,N,N',N'-pentamethyl-N'-( ) n -phosphonic acid) dichloride, where ( ) n in turn stands for different alkane chain lengths of the molecular backbone, e.g (1,3-diaminopropane-N,N,N,N',N'-pentamethyl-N'-dodecylphosphonic acid) dichloride (Ref : SIK7728-10; MW: 465.48), and - -
3(d) : (1-Methyl-4,4'-bipyridine-1,1'-diium -1'-( ) n -phosphonic acid) dichloride, where ( ) n in turn stands for different alkane chain lengths of the molecular backbone, e.g. (1 -Methyl 4,4'-bipyridine-1,1'-diium-1'-dodecylphosphonic acid) dichloride (Ref: SIK7733-10; MW: 491.43).
Das Hüllen-Molekül 8 aus
In
In weiteren (nicht explizit dargestellten Ausführungsbeispielen werden anstelle des in
- - 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Tridecafluoroktylphosphonsäure (Ref: SIK7112-10; Cas N ° [252237-40-4]; MW: 428,08),
- - 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-Heptadecafluordecylphosphonsäure (Ref.: SIK7114-10; Cas N ° [80220-63-9]; MW: 528,1),
- - 12,12,13,13,14,14,15,15,15,15-Nonafluorpentadecylphosphonsäure (Ref : SIK7120-10; CAS Nr. [627909-21-1]; MW: 454,31),
- - 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17-Tridecafluorseptadecylphosphonsäure (Ref : SIK7121-10; Cas N° [1980085-69-5]; MW: 554,33),
- - 2,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,19,19,19-Heptadecafluornonadecylphosphonsäure (Ref : SIK7122-10; Cas N ° [625095-76-3]; MW: 654,34),
- - 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-Henicosafluordodecylphosphonsäure (Ref: SIK7130-10; Cas N ° [252237-39-1]; MW: 628,12), und
- - 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,18-Pentadecafluoroctadecylphosphonsäure (Ref : SIK7134-10; Cas N ° [1258004-90-8]; MW: 604,34).
- - 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Tridecafluorooctylphosphonic acid (Ref: SIK7112-10; Cas N ° [252237-40-4]; MW: 428, 08),
- - 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-Heptadecafluorodecylphosphonic acid (Ref.: SIK7114-10; Cas N ° [80220- 63-9]; MV: 528.1),
- - 12,12,13,13,14,14,15,15,15,15-nonafluoropentadecylphosphonic acid (Ref : SIK7120-10; CAS No. [627909-21-1]; MW: 454.31),
- - 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17-tridecafluoroseptadecylphosphonic acid (Ref : SIK7121-10; Cas N° [1980085-69-5]; MW: 554.33) ,
- - 2,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,19,19,19-heptadecafluorononadecylphosphonic acid (Ref : SIK7122-10; Cas N ° [625095-76 -3]; MV: 654.34),
- - 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-henicosafluorododecylphosphonic acid (Ref: SIK7130-10 ; Cas N° [252237-39-1]; MW: 628.12), and
- - 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,18-pentadecafluorooctadecylphosphonic acid (Ref : SIK7134-10; Cas N ° [1258004-90-8]; MV: 604.34).
Die
Im Beispiel gemäß
Wie in
In einem weiteren (nicht explizit dargestellten) Ausführungsbeispiel enthält die Hülle 6 nur Hüllen-Moleküle 8 mit unpolaren Kopfgruppen 16a und mindestens einer positiven Ladung unterhalb der Kopfgruppe 16a. Die erste Gruppe 20 von Hüllen-Molekülen 8 ist in diesem Fall identisch mit der zweiten Gruppe 22.In a further exemplary embodiment (not shown explicitly), the
Durch Variation der jeweiligen Dichte der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 20 und gegebenenfalls der Hüllen-Moleküle 8 ohne positive Ladungen 24, durch Variation der Kettenlängen des molekularen Rückgrats 14 und der Kopfgruppe 16a der Hüllen-Moleküle 8 der zweiten Gruppe 22 sowie durch Variation der positiven Ladungen pro Hüllen-Molekül 8 der zweiten Gruppe 22 können die positive elektrische Oberflächenladung und die Oberflächenenergie der Oberfläche 18 der Hülle 6 eingestellt werden.By varying the respective density of the
Beispielsweise weist das Kern-Hülle-Partikel 2 gemäß
In
- -
5(a) : (( )n-Phosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-( )m-Ammonium-Bromid, wobei ( )n und ( )m für verschiedene Alkan-Kettenlängen des molekularen Rückgrats bzw. der unpolaren Kopfgruppe stehen, z.B. (12-Dodecylphosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Octadecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716-10; MW: 626,79), (3-Propylphosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Octadecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716-11; MW: 500,54), (6-Hexylphosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Tetradecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716-12; MW: 486,52), (3-Propylphosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Tetradecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716-13; MW: 444,43) oder (12-Dodecylphosphonsäure)-N,N-Dimethyl-N-Dodecylammonium-Bromid (Ref: SIK7716-14; MW: 542,62), - -
5(b) : (12-Dodecylphosphonsäure)-Triethylammonium Bromid (Ref: SIK7709-10; MW: 430,41) und - -
5(c) : Mono(1-Decyl-1'-(12-Phosphonododecyl)-[4,4'-Bipyridin]-1,1'-Diium) Dichlorid.
- -
5(a) : (( ) n -phosphonic acid)-N,N-dimethyl-N-( ) m -ammonium bromide, where ( ) n and ( ) m stand for different alkane chain lengths of the molecular backbone or the non-polar head group, e.g. ( 12-dodecylphosphonic acid)-N,N-dimethyl-N-octadecylammonium bromide (ref: SIK7716-10; MW: 626.79), (3-propylphosphonic acid)-N,N-dimethyl-N-octadecylammonium bromide (ref: SIK7716-11; MW: 500.54), (6-hexylphosphonic acid)-N,N-dimethyl-N-tetradecylammonium bromide (Ref: SIK7716-12; MW: 486.52), (3-propylphosphonic acid)-N, N-dimethyl-N-tetradecylammonium bromide (ref: SIK7716-13; MW: 444.43) or (12-dodecylphosphonic acid)-N,N-dimethyl-N-dodecylammonium bromide (ref: SIK7716-14; MW: 542 ,62), - -
5(b) : (12-dodecylphosphonic acid)-triethylammonium bromide (Ref: SIK7709-10; MW: 430.41) and - -
5(c) : Mono(1-decyl-1'-(12-phosphonododecyl)-[4,4'-bipyridine]-1,1'-diium) dichloride.
Zusätzlich oder alternativ zu dem in
Die in den
Das Hüllen-Molekül aus
Die Herstellung des Kern-Hülle-Partikels 2 (Funktionalisierung), das heißt die Aufbringung der Hüllen-Moleküle 8 auf dem Kern 4, erfolgt beispielsweise durch einen nass-chemischen Prozess oder durch einen Gasphasen-Prozess.The production of the core-shell particle 2 (functionalization), that is to say the application of the
Bei der nass-chemischen Herstellung werden die den Kern 4 bildenden magnetischen Partikel und die Hüllen-Moleküle 8 in Lösungsmittel gegeben und gemischt. Die Funktionalisierung erfolgt in der Mischung spontan und selbstterminiert. Optional erfolgt eine Ultraschall-Behandlung der Mischung zur besseren Verteilung und Verstärkung der Funktionalisierung. Anschließend werden die Partikel mittels Magnetfeldern und/oder Zentrifugation aus dem Lösungsmittel separiert und mehrfach in Lösungsmitteln gewaschen. Zum Abschluss werden die Partikel entweder wieder vom Lösungsmittel separiert und als Pulver gelagert oder als Dispersion in Lösungsmittel aufbewahrt. Das grundlegende Herstellungsprinzip ist in L. Portilla, M. Halik, „Smoothly Tunable Surface of Aluminium Oxide Core-Shell Nanoparticles By a Mixed-Ligand Approach“, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 8, 5977-5982 (DOI: 10.1021/am501155e) beschrieben.In the wet-chemical production, the magnetic particles forming the
Bei Herstellung im Gasphasen-Prozess werden die den Kern 4 bildenden magnetischen Partikel und die Hüllen-Moleküle 8 in Lösungsmittel dispergiert bzw. gelöst. Die Partikeldispersion und die Moleküllösung werden separat, aber parallel in einen heißen Gasstrom gespritzt. Dadurch verdampfen die Lösungsmittel; die Stoffe liegen gemischt in der Gasphase vor und treten dort in Kontakt. In der Gasphase erfolgt die kovalente Oberflächenabscheidung der Hüllen-Moleküle 8 spontan und selbstterminiert. Die solchermaßen funktionalisierten Kern-Hülle-Partikel 2 werden mit dem Gasstrom in eine Abscheidevorrichtung transportiert. In dieser werden die Kern-Hülle-Partikel 2 mittels Magnetfeldern und/oder durch Filtern aus dem Gasstrom separiert.In the case of production in the gas phase process, the magnetic particles forming the
In
Weiterhin werden dem Reinigungsaggregat 36 über einen MCSNP-Einlass 40 auch die vorstehend beschriebenen (und ebenfalls stark vergrößert dargestellten) Kern-Hülle-Partikel 2 zugeführt. Die Kern-Hülle-Partikel 2 werden dabei beispielsweise einem Vorratsbehälter 41 entnommen und dem Reinigungsaggregat 36 vorzugsweise in wässriger Lösung zugeführt. Alternativ können die Kern-Hülle-Partikel 2 auch mittels Druckluft in das Reinigungsaggregat 36 eingeblasen werden .Furthermore, the core-
In dem Reinigungsaggregat 36 werden die Kern-Hülle-Partikel 2 an der Oberfläche der Plastikpartikeln 32 adsorbiert. Durch die lipophile Wirkung der Oberfläche 18 der Hülle 6 wird dabei erreicht, dass die Kern-Hülle-Partikel 2 selektiv an den Plastikpartikeln 32 anhaften, nicht aber an biologischen Schwebstoffen oder anorganischen Sedimentpartikeln. Der überwiegende Anteil der Adhäsionskraft, die die Kern-Hülle-Partikel 2 an die Oberfläche der Plastikpartikel 32 binden, wird dabei aber durch elektrische Wechselwirkung der in der Hülle 6 verborgenden positiven Ladungen 24 mit einer negativen Oberflächenladung der Plastikpartikel 32 erzielt. Die Kern-Hülle-Partikel 2 binden dabei in der Praxis auch an Harze und Lacke mit einem hohen Stickstoffanteil (z.B. Melaminlacke) und anderen Kunststoffmaterialien, die in neuem Zustand an sich ein positives Oberflächenpotential hätten, da auch solche Kunststoffpartikel erkanntermaßen bei längerer Lagerung in Wasser durch Oberflächenoxidation ein negatives Oberflächenpotential entwickeln.The core-
Zur Entfernung der Plastikpartikeln 32 und der daran anhaftenden Kern-Hülle-Partikel 2 umfasst die Reinigungsvorrichtung 30 eine Entnahmeeinheit 42, mittels der in dem Reinigungsaggregat 36 - unter Verwendung mindestens eines Permanent oder Elektromagneten - ein Magnetfeld erzeugt wird. Durch dieses Magnetfeld werden die superparamagnetischen Kerne 4 der Kern-Hülle-Partikel 2 magnetisiert und ziehen sich somit magnetisch an. Die Plastikpartikel 32 mit den daran anhaftenden Kern-Hülle-Partikeln 2 werden - wie auch in
Das von den Plastikpartikeln 32 gereinigte Wasser 34 wird an einer Auslassseite 46 aus dem Reinigungsaggregat 36 ausgeleitet. Überschüssige Kern-Hülle-Partikel 2, die in dem gereinigten Wasser 34 verbleiben, sind unschädlich, da die Kern-Hülle-Partikel 2 für Mensch und Umwelt ungiftig sind.The
Die Plastikpartikel 32 mit den daran anhaftenden Kern-Hülle-Partikeln 2 werden nach der Entfernung aus dem Wasser 34 einer Trenneinheit 48 zugeführt, die beispielsweise durch eine Zentrifuge gebildet ist. In der Trenneinheit 48 werden die Kern-Hülle-Partikel 2 von den Plastikpartikeln 32 getrennt. Die Plastikpartikel 32 werden anschließend entsorgt. Die von den Plastikpartikeln 32 getrennten Kern-Hülle-Partikel 2 werden dagegen zur Wiederverwendung in den Vorratsbehälter 41 zurückgeführt.After removal from the
In alternativer Ausführung kann das vorstehend beschriebene Reinigungsverfahren auch diskontinuierlich betrieben werden. Dabei wird in einem (nicht explizit dargestellten) Behälter das mit den Plastikpartikeln 32 verunreinigte Wasser 34 mit den Kern-Hülle-Partikeln 2 vermischt, wobei die Kern-Hülle-Partikel 2 wiederum an der Oberfläche der Plastikpartikel 32 adsorbiert werden. Anschließend werden die Plastikpartikel 32 mit den daran anhaftenden Kern-Hülle-Partikeln 2 durch Anlegen eines Magnetfelds agglomeriert. Das Wasser 34 wird schließlich aus dem Behälter entleert. Vor oder während des Entleerens werden die Agglomerate 44, zum Beispiel durch Filtern, aus dem Wasser 34 entfernt. Die Kern-Hülle-Partikel 2 werden daraufhin wiederum, zum Beispiel durch Zentrifugieren, von den Plastikpartikeln 32 getrennt und somit für eine erneute Verwendung wiedergewonnen.In an alternative embodiment, the cleaning process described above can also be operated discontinuously. In this case, the
Die Erfindung wird anhand der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele besonders deutlich, ist auf diese Beispiele aber keineswegs beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.The invention is particularly clear from the exemplary embodiments described above, but is in no way limited to these examples. Rather, further embodiments of the invention can be derived from the claims and the above description.
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- (Kern-Hülle-)Partikel(core-shell) particles
- 44
- Kerncore
- 66
- HülleCovering
- 88th
- (Hüllen-)Moleküle(shell) molecules
- 1010
- Oberfläche (des Kerns)surface (of the core)
- 1212
- Ankergruppeanchor group
- 1414
- (molekulares) Rückgrat(molecular) backbone
- 16, 16a, 16b16, 16a, 16b
- Kopfgruppehead group
- 1818
- Oberfläche (der Hülle)surface (of the shell)
- 2020
- (erste) Gruppe(first) group
- 2222
- (zweite) Gruppe)(second) group)
- 2424
- (positive) Ladung(positive) charge
- 3030
- Reinigungsvorrichtungcleaning device
- 3232
- (Mikro- oder Nano-)Plastikpartikel(Micro or nano) plastic particles
- 3434
- Wasserwater
- 3636
- Reinigungsaggregatcleaning unit
- 3838
- Einlassseiteinlet side
- 4040
- MCSNP-EinlassMCSNP inlet
- 4141
- Vorratsbehälterreservoir
- 4242
- Entnahmeeinheitextraction unit
- 4444
- Agglomeratagglomerate
- 4646
- Auslassseiteoutlet side
- 4848
- Trenneinheitseparation unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2018/006959 A1 [0001, 0007, 0010, 0013, 0014]WO 2018/006959 A1 [0001, 0007, 0010, 0013, 0014]
- DE 202018005341 U1 [0001, 0008, 0010, 0013, 0014]DE 202018005341 U1 [0001, 0008, 0010, 0013, 0014]
- WO 2018/006958 A1 [0006, 0015]WO 2018/006958 A1 [0006, 0015]
Claims (12)
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| DE102021200731.7A DE102021200731A1 (en) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | core-shell particles |
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Applications Claiming Priority (1)
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Citations (4)
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| WO2018006958A1 (en) | 2016-07-06 | 2018-01-11 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Nucleus-shell particle |
| WO2018006959A1 (en) | 2016-07-06 | 2018-01-11 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Core-shell particle |
| DE202018005341U1 (en) | 2018-11-16 | 2019-04-12 | Marcus Halik | Magnetically switchable nano-objects with inherently covalently attached functional molecules and controlled molecular recognition for the effective connection, collection and extraction of valuable substances or contamination from the solution or water |
| CN110237821A (en) | 2019-06-21 | 2019-09-17 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | Preparation of a ferromagnetic nanoparticle and its application in the extraction and removal of microplastics |
-
2021
- 2021-01-27 DE DE102021200731.7A patent/DE102021200731A1/en active Pending
-
2022
- 2022-01-17 WO PCT/EP2022/050833 patent/WO2022161800A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
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| CN110237821A (en) | 2019-06-21 | 2019-09-17 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | Preparation of a ferromagnetic nanoparticle and its application in the extraction and removal of microplastics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022161800A1 (en) | 2022-08-04 |
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