Metal Oxide Nanoparticles, 2 Volume Set - Formation, Functional Properties, and Interfaces

Ein umfassendes Referenzwerk für Chemiker und Industriefachleute zum Thema Nanopartikel
 
Nanopartikel aus Metalloxid sind ein wesentlicher Bestandteil zahlreicher natürlicher und technologischer Prozesse ? von der Mineralumwandlung bis zur Elektronik. Darüber hinaus kommen Metalloxid-Nanopartikel in Pulverform im Maschinenbau, in der Elektronik und der Energietechnik zum Einsatz. Das Werk Metal Oxide Nanoparticles: Formation, Functional Properties and Interfaces stellt die wichtigsten Synthese- und Formulierungsansätze bei der Nutzung von Metalloxid-Nanopartikeln als Funktionsmaterialien vor. Es werden die üblichen Verarbeitungswege erklärt und die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Partikel mithilfe von umfassenden und ergänzenden Charakterisierungsmethoden bewertet.
 
Dieses Werk kann als Einführung in die Formulierung von Nanopartikeln, ihre Grenzflächenchemie und ihre funktionellen Eigenschaften im Nanobereich genutzt werden. Darüber hinaus dient es zum vertiefenden Verständnis, denn das Buch enthält detaillierte Angaben zu fortschrittlichen Methoden bei der physikalischen, chemischen, Oberflächen- und Grenzflächencharakterisierung von Metalloxid-Nanopartikeln in Pulvern und Dispersionen.
 
*Erläuterung der Anwendung von Metalloxid-Nanopartikeln und der wirtschaftlichen Auswirkungen
*Betrachtung der Partikelsynthese, einschließlich der Grundsätze ausgewählter Bottom-up-Strategien
*Untersuchung der Formulierung von Nanopartikeln mit einer Auswahl von Verarbeitungs- und Anwendungswegen
*Diskussion der Bedeutung von Partikeloberflächen und -grenzflächen für Strukturbildung, Stabilität und funktionelle Materialeigenschaften
*Betrachtung der Charakterisierung von Metalloxid-Nanopartikeln auf verschiedenen Längenskalen
 
In diesem Buch finden Forscher im akademischen Bereich, Chemiker in der Industrie und Doktoranden wichtige Erkenntnisse über die Synthese, Eigenschaften und Anwendungen von Metalloxid-Nanopartikeln.

List of contents

List of contributors
 
Preface
 

Part I Introduction
 

1 Metal Oxides and Specific Functional Properties at the Nanoscale
 
Oliver Diwald
 
1.1 A Cross-Sectional Topic in Materials Science and Technology
 
1.2 Metal Oxides: Bonding and Characteristic Features
 
1.3 Regimes of Size-Dependent Property Changes and Confinement Effects
 
1.4 Distribution of Nanoparticle Properties
 
1.5 Structure and Morphology
 
1.5.1 Confinement and Structural Disorder
 
1.5.2 Surface Free Energy Contributions and Metastability
 
1.5.3 Shape
 
1.6 Electronic Structure and Defects
 
1.6.1 Size-Dependent Defect Formation Energies and Their Impact on Surface Reactivity
 
1.7 Surface Chemistry
 
1.8 Metal Oxide Nanoparticle Ensembles as Dynamic Systems
 
1.9 Organization of This Book
 

2 Application of Metal Oxide Nanoparticles and their Economic Impact
 
Karl-Heinz Haas
 
2.1 Introduction
 
2.1.1 Nanomaterials and Nanoobjects
 
2.1.2 Selection of Metal Oxide Nanoparticles
 
2.2 Scientific and Patent Landscape
 
2.3 Types of Metal Oxide Nanoparticles, Properties, and Application Overview
 
2.4 Use Forms of Metal Oxide Nanoparticles and Related Processing
 
2.4.1 Metal Oxide Nanoparticle Powders for Ceramics
 
2.4.2 Metal Oxide Nanoparticle Dispersions
 
2.4.3 Composites
 
2.4.3.1 Polymer Based (Bulk and Coatings)
 
2.4.3.2 Metal Reinforcement
 
2.4.4 Combination with Powders of Micrometer Sized particles
 
2.5 Application Fields of Metal Oxide Nanoparticles
 
2.5.1 Agriculture
 
2.5.2 Sensors and Analytics
 
2.5.3 Automotive
 
2.5.4 Biomedical/Dental
 
2.5.4.1 Therapy
 
2.5.5 Catalysis
 
2.5.6 Consumer Products: Cosmetics, Food, Textiles
 
2.5.7 Construction
 
2.5.8 Electronics Including Magnetics
 
2.5.9 Energy
 
2.5.10 Environment, Resource Efficiency, Processing
 
2.5.11 Oil Field Chemicals and Petroleum Industries
 
2.5.12 Optics/Optoelectronics and Photonics
 
2.6 Economic Impact
 
2.7 Conclusion and Outlook
 

Part II Particle Synthesis: Principles of Selected Bottom-up Strategies
 

3 Nanoparticle Synthesis in the Gas Phase
 
Matthias Niedermaier, Thomas Schwab, and Oliver Diwald
 
3.1.Introduction
 
3.2.Some Key Issues of Particle Formation in the Gas Phase and in Liquids
 
3.3.Gas Phase Chemistry, Particle Dynamics, and Agglomeration
 
3.4.Gas-to-Particle Conversion
 
3.4.1.Physical Processes
 
3.4.2.Chemical Processes
 
3.5.Particle-to-Particle Conversion
 
3.5.1 Approaches and Precursors
 
3.5.2.Particle Formation
 
3.5.3.Experimental Realization
 
3.5.4.Spray Pyrolysis and Flame-Assisted Spray Pyrolysis
 
3.6.Gas Phase Functionalization Approaches
 

4 Liquid-Phase Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles
 
Andrea Feinle and Nicola Hüsing
 
4.1 Introduction
 
4.2 General Aspects
 
4.2.1 Liquid-Phase Chemistry
 
4.2.2 Nucleation, Growth, and Crystallization
 
4.3 Synthetic Procedures
 
4.3.1 (Co)Precipitation
 
4.3.2 Sol-Gel Processing
 
4.3.3 Polyol-Mediated Synthesis/Pechini Method
 
4.3.4 Hot-Injection Method
 
4.3.5 Hydrothermal/Solvothermal Processing
 
4.3.6 Microwave-Assisted Synthesis
 
4.3.7 Sonication-Assisted Synthesis
 
4.3.8 Synthesis in Confined Spaces
 
4.4 Summary

About the author

Oliver Diwald is Professor in the Department of Chemistry and Physics of Materials at the Paris-Lodron University of Salzburg, Austria. His research interests include the physics and chemistry of metal oxide nanoparticle systems, characterization and engineering of defects in metal oxide nanostructures, and surface chemistry and photoexcitation studies on these materials.
Thomas Berger is Associate Professor in the Department of Chemistry and Physics of Materials at the Paris-Lodron University of Salzburg, Austria. His research interests include electrochemistry of semiconductor oxides, photoinduced processes in metal oxide particle powders, dispersions and porous films as well as adsorption studies on these materials.

Summary

Ein umfassendes Referenzwerk für Chemiker und Industriefachleute zum Thema Nanopartikel

Nanopartikel aus Metalloxid sind ein wesentlicher Bestandteil zahlreicher natürlicher und technologischer Prozesse ? von der Mineralumwandlung bis zur Elektronik. Darüber hinaus kommen Metalloxid-Nanopartikel in Pulverform im Maschinenbau, in der Elektronik und der Energietechnik zum Einsatz. Das Werk Metal Oxide Nanoparticles: Formation, Functional Properties and Interfaces stellt die wichtigsten Synthese- und Formulierungsansätze bei der Nutzung von Metalloxid-Nanopartikeln als Funktionsmaterialien vor. Es werden die üblichen Verarbeitungswege erklärt und die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Partikel mithilfe von umfassenden und ergänzenden Charakterisierungsmethoden bewertet.

Dieses Werk kann als Einführung in die Formulierung von Nanopartikeln, ihre Grenzflächenchemie und ihre funktionellen Eigenschaften im Nanobereich genutzt werden. Darüber hinaus dient es zum vertiefenden Verständnis, denn das Buch enthält detaillierte Angaben zu fortschrittlichen Methoden bei der physikalischen, chemischen, Oberflächen- und Grenzflächencharakterisierung von Metalloxid-Nanopartikeln in Pulvern und Dispersionen.

*Erläuterung der Anwendung von Metalloxid-Nanopartikeln und der wirtschaftlichen Auswirkungen
*Betrachtung der Partikelsynthese, einschließlich der Grundsätze ausgewählter Bottom-up-Strategien
*Untersuchung der Formulierung von Nanopartikeln mit einer Auswahl von Verarbeitungs- und Anwendungswegen
*Diskussion der Bedeutung von Partikeloberflächen und -grenzflächen für Strukturbildung, Stabilität und funktionelle Materialeigenschaften
*Betrachtung der Charakterisierung von Metalloxid-Nanopartikeln auf verschiedenen Längenskalen

In diesem Buch finden Forscher im akademischen Bereich, Chemiker in der Industrie und Doktoranden wichtige Erkenntnisse über die Synthese, Eigenschaften und Anwendungen von Metalloxid-Nanopartikeln.

Product details

• Authors: Thomas Berger, O Diwald, Oliver Diwald, Oliver (Paris-Lodron University of Salzbur Diwald, Oliver Berger Diwald
• Assisted by: BERGER (Editor), Berger (Editor), Thomas Berger (Editor), Olive Diwald (Editor), Oliver Diwald (Editor), Diwald Oliver (Editor)
• Publisher: Wiley, John and Sons Ltd
• Languages: English
• Product format: Hardback
• Released: 31.12.2018
• EAN: 9781119436744
• ISBN: 978-1-119-43674-4
• No. of pages: 896
• Subjects: Natural sciences, medicine, IT, technology > Technology > General, dictionaries; Chemie, Nanotechnologie, Festkörperchemie, Nanopartikel, chemistry, Materialverarbeitung, Materialwissenschaften, Nanotechnology, Materials science, Nanomaterialien, Nanomaterials, Solid State Chemistry, Materials Processing, Metalloxide