Sulfur-Containing Functional Supramolecular Fibers for Filtration Applications

Titelangaben

Nardini, David:
Sulfur-Containing Functional Supramolecular Fibers for Filtration Applications.
Bayreuth , 2022 . - VII, 228 S.
( Dissertation, 2022 , Universität Bayreuth, Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT )

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Abstract

Aim of this thesis is to fundamentally and comprehensively explore functional sulfur-containing 1,3,5-benzenetrisamides (BTAs) in particular in view of the formation of supramolecular fibers and their suitability in different filtration applications, including the removal of metal nanoparticles or metal ions and bacteria from aqueous media. To improve antibacterial properties of the filtration, the functional supramolecular fibers can be equipped with silver nanoparticles. To gain sufficient mechanical stability of the filter media and to provide access to a larger filtration volume, the functional supramolecular fibers shall be incorporated in different scaffolds, such as nonwovens or granular fillings. This leads to functional supramolecular fiber composites. The properties of the formed composites shall be investigated and principally demonstrated by different adsorption and filtration experiments. The thesis is structured in three different parts. This includes (i) the synthesis and structure property relation and fundamental investigation of the self-assembly behavior of sulfur-containing 1,3,5-benzenetrisamides, (ii) the investigation of such compounds as functional shell in supramolecular core-shell structures with the ability to adsorb metal ions and (iii) the use of such multicomponent supramolecular fibers in filtration applications such as sand-supramolecular fiber composites equipped with AgNPs to remove or kill bacteria during water filtration.

Abstract in weiterer Sprache

Ziel dieser Arbeit ist die grundlegende und umfassende Erforschung funktioneller schwefelhaltiger 1,3,5-Benzoltrisamide (BTAs) insbesondere im Hinblick auf die Bildung supramolekularer Fasern und deren Eignung für verschiedene Filtrationsanwendungen, einschließlich der Entfernung von Metall-Nanopartikeln oder Metallionen und Bakterien aus wässrigen Medien. Um die antibakteriellen Eigenschaften der Filtration zu verbessern, können die funktionellen supramolekularen Fasern mit Silber-Nanopartikeln ausgestattet werden. Um eine ausreichende mechanische Stabilität des Filtermediums zu erreichen und ein größeres Filtrationsvolumen zu erschließen, werden die funktionellen supramolekularen Fasern in verschiedenen Gerüststrukturen, wie Vliesstoffe oder granulare Schüttungen, eingebracht. Dies führt zu funktionellen supramolekularen Faserverbundwerkstoffen. Die Eigenschaften der gebildeten Komposite sollen untersucht und vor allem durch verschiedene Adsorptions- und Filtrationsexperimente nachgewiesen werden. Die Arbeit gliedert sich in drei verschiedene Kapitel. Dazu gehören (i) die Synthese und Struktur-Eigenschafts-Beziehung sowie die grundlegende Untersuchung des Selbstassemblierungsverhalten von schwefelhaltigen 1,3,5-Benzoltrisamiden, (ii) die Untersuchung solcher Verbindungen als funktionelle Schale in supramolekularen Kern-Schale-Strukturen mit der Fähigkeit, Metallionen zu adsorbieren und (iii) die Verwendung solcher supramolekularen Mehrkomponenten-Fasern in Filtrationsanwendungen wie Sand-Supramolekular-Faser-Komposite, die mit AgNPs ausgestattet sind, um Bakterien während der Wasserfiltration zu entfernen oder abzutöten.