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Zum Fällungsprozess und Wachstum kugelförmiger SiO2-Partikel

Autor :Thomas Günther
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik
Datum :12.12.2008
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00005886
 
Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Die Partikeltechnologie im mikro- und im nanoskaligen Größenbereich weist ein außerordentliches Entwicklungspotential für die nächsten Jahrzehnte auf. Durch die Verfeinerung von Messmethoden, Verbesserung der Möglichkeiten mathematischer Modellierung und durch gezielte und besser kontrollierte Produktgestaltung eröffnet sich eine Vielzahl neuer Produkte und optimierter Prozesse. Eine herausragende Stellung bei den Bemühungen zur Herstellung innovativer nano-technologischer Produkte nehmen Sol-Gel-Prozesse ein. Durch einen solchen Prozess können auch kugelförmige, nahezu monodisperse Siliziumdioxidpartikel, sogenannte Stöber-Partikel, hergestellt werden. Vor dem Hintergrund des stetig wachsenden Interesses an partikulären und nanoskaligen Produkten bilden die betrachteten SiO2-Partikel damit ideale Modellpartikel für die Partikeltechnologie oder als Kalibrationssubstanz für die Partikelmesstechnik. Daneben bieten sich mit den zu erwartenden Entwicklungspotentialen auch eine Fülle von Optimierungsmöglichkeiten für bereits vorhandene industrielle Anwendungen von SiO2-Partikeln oder ihre modifizierten Folgeprodukte an. Basierend auf einer Literaturanalyse vorhandener Forschungen auf diesem Gebiet wurden im Rahmen der Arbeit kugelförmige SiO2-Partikel mit enger Partikelgrößenverteilung in verschiedenen Größenbereichen hergestellt und Partikelbildung und Partikel-wachstum unter dem Einfluss veränderter Prozessparameter messtechnisch überwacht. Die entstehenden Partikel und die Veränderung ihrer Partikelgrößenverteilung mit fortlaufender Reaktionszeit wurden in der Suspension mittels Dynamischer Lichtstreuung (DLS) und Laserbeugung erfasst und mit den Messwerten der elektrischen Leitfähigkeit der Suspension und des pH-Wertes der Suspension korreliert. Die Charakterisierung der gewonnenen Partikel wurde in der Suspension durch Messung des Zeta-Potentials mittels Laser-Doppler-Elektrophorese durchgeführt. Aus der Suspension abgetrennte und getrocknete Siliziumdioxidpartikel wurden mittels Elektronenmikroskop, BET-Adsorptionsanalyse und Heliumpyknometrie charakterisiert. Im Falle der durch den Keimpartikel-Wachstumsprozess hergestellten Partikel im Mikrometerbereich war zusätzlich eine Untersuchung mittels Lichtmikroskop möglich. Aus den gewonnenen Messdaten wurden Reaktionskinetiken für den Abbau des Ausgangsstoffes, die Partikelbildung und das Partikelwachstum gewonnen, auf deren Basis verallgemeinerte Aussagen über den Reaktionsablauf gemacht werden können. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde eine Modellierung der Partikelbildung, unter Berücksichtigung der ablaufenden chemischen und physikalischen Prozesse, mit Hilfe von Populationsbilanzen durchgeführt und mit den Messergebnissen verglichen. Dazu wur-den in der Literatur konkurrierende Kinetikmodelle mit Keimbildungs- und Wachstumsterm und mit Keimbildungs- und Agglomerationsterm ausgewählt, numerisch gelöst und in ihrer Anwendbarkeit verglichen. Den Abschluss der Arbeit bilden Hinweise zur Anwendung der gefundenen Ergebnisse für die weitere Forschung.
Schlagwörter :SiO2, Fällung, Stöber-Prozess, Partikelwachstum, Partikelgrößenverteilung
Rechte :Dieser Text ist urheberrechtlich geschuetzt.
Größe :202 S.
 
Erstellt am :19.02.2009 - 07:50:21
Letzte Änderung :22.04.2010 - 08:29:13
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00005886
Statische URL :http://edoc.bibliothek.uni-halle.de/servlets/DocumentServlet?id=5886