Welche Maßnahme ist geeignet, um zu verhindern, dass in Wasser dispergierte Oxidnanopartikel agglomerieren und sich absetzen?

Lösung: B. Den pH-Wert deutlich abseits des isoelektrischen Punkts einstellen, damit sich die Oberfläche auflädt und das Zeta-Potential betragsmäßig groß wird

Nanopartikel haben eine große spezifische Oberfläche und haften durch Van-der-Waals-Anziehung leicht aneinander, sodass sie zur Agglomeration neigen. Oxidpartikel in Wasser laden sich auf, weil die Hydroxylgruppen an der Oberfläche je nach pH-Wert Protonen aufnehmen oder abgeben, und bilden um sich eine elektrische Doppelschicht. Wird der pH-Wert vom isoelektrischen Punkt weg verschoben, sodass das Zeta-Potential betragsmäßig groß wird (als Richtwert einige zehn mV oder mehr), überwiegt die elektrostatische Abstoßung zwischen den Partikeln die Anziehung, und die Dispersion wird stabil (DLVO-Theorie). Am isoelektrischen Punkt ist die Oberflächenladung nahezu null; die Abstoßung entfällt, und die Partikel agglomerieren am stärksten. Wird viel Elektrolyt zugegeben, wird die elektrische Doppelschicht dünn zusammengedrückt und die Reichweite der Abstoßung kürzer, sodass die Agglomeration eher fortschreitet. Auch die sterische Abstoßung durch adsorbierte polymere Dispergiermittel ist ein häufig genutztes Verfahren.