Adsorptiv-Fällung von polaren organischen Substanzen in biopolymerbasierten Aerogelen aus ternären überkritischen Gemischen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Irina Smirnova
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206090374

In diesem Projekt sollen amorph-kristalline Phasenübergänge von organischen Substanzen in porösen Trägern untersucht werden. Das langfristige Ziel dabei ist, einen Zusammenhang zwischen der Porenstruktur, den Wechselwirkungen Solut-Trägern sowie der Kristallinität der organischen Phase in den Poren zu etablieren. Dafür sollen sowohl die geeigneten Experimente als auch die Modellierung mit Zellulären Automaten (CA) durchgeführt werden. In der ersten Projektphase wurde die thermodynamische Charakterisierung von Wechselwirkungen Solut-Trägern für zwei Modellsubstanzen (Naphthalin, Benzoesäure) mit Hilfe der überkritischen Chromatographie (SFC) etabliert. Dafür wurden die Aerogele mit unterschiedlichen Morphologien und Oberflächeneigenschaften verwendet. Dabei wurde gezeigt, dass die Kristallinität der organischen Phase nicht nur von den Eigenschaften des Aerogels, sondern auch von der Dichte des CO2 abhängt. Um die Adsorption und Diffusion in den Poren des Aerogels mit CA zu modellieren, wurde die 3D Struktur des Aerogels erstmalig in CA eingeführt. In der zweiten Projektphase soll der Einfluss der Dichte des Lösungsmittels auf die Kristallinität des Solutes in den Poren untersucht werden. Ferner wird die Stabilität der durch Adorptivkristallisation erzeugten organischen Phase in den Poren verschiender funktionalisierten Aerogele geprüft. Dabei werden insbesondere Rekristallisation und Sublimation in den Poren berücksichtigt. Die Modellierung mit CA wird erweitert, um die realen dynamischen SFC-Daten unter Berücksichtigung der 3D Struktur des Aerogels zu beschreiben.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1570: Poröse Medien mit definierter Porenstruktur in der Verfahrenstechnik - Modellierung, Anwendungen, Synthese
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Natalia Menshutina