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Projekt
Process design of ultrasonic spray pyrolysis synthesis of RuO2/TiO2 nanoparticles for catalytic applications
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2009 bis 2013
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 123154985
In den industriellen chlorhaltigen Prozessen entstehen große Mengen an Nebenprodukten, und zwar viel mehr als der Markt aufnehmen kann, was zu Entsorgungsproblemen vom giftigen Abfall führt. In herkömmlichen Prozessen wird Chlor durch Oxidation aus HCl zurückgewonnen, wobei Titanelektroden, die mit einer Schicht von gemischten Oxiden von Titan, Ruthenium und /oder anderen Edelmetallen überzogen werden, zum Einsatz kommen. Das Hauptziel dieser Studie im Rahmen des DFG SPP Programms ist es, die neuen Prozessdesigns für RuO2/TiO2 Nanokatalysatoren mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln. Die Rutilstruktur von TiO2 wird in einem Schritt aus Aerosoltröpfchen mittels Ultraschallsprühpyrolyse USP erreicht werden. Aufgrund der einfacheren Herstellung und möglichen hohen Wirksamkeit werden die Nanopartikel von Übergangsmetalloxiden wie CuO, CoO, NiO als Alternativen zu RuO2 untersucht werden. Anstelle des Katalysator-Trägers TiO2 wird Al2O3 verwendet, dessen Synthese aus Aluminiumnitrat und Aluminiumchlorid durchgeführt wird. Die durchschnittliche Tröpfchengröße in einem durch Ultraschall gebildeten Aerosol hängt Großteils von den Lösungseigenschaften (Viskosität, Oberflächenspannung, Konzentration, Dichte, Fließeigenschaften), sowie der Ultraschall-Frequenz ab. Für eine bessere Kontrolle der Tröpfenmorphologie und der Pulvereigenschaften wird der untersuchte Prozess besonders in Bezug auf die Synthese von Nanopartikeln entworfen werden. In Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren ist die Synthese von nanoskalierten Partikeln mittels USP ein völlig neuer Ansatz, der eine bessere Kontrolle der Tröpfchenmorphologie und der Pulvereigenschaften bietet. Ein entsprechendes theoretisches Modell „von einem Tröpfchen zu einem Nanopartikel“ soll eine effiziente Vorhersage der Verteilung von Nanopartikelgrößen ermöglichen. Die bestehenden Ideen werden unter die Berücksichtigung unterschiedlicher Eigenschaften von eingesetzten Lösungen erweitert und verbessert. Eine Laserbeugungsmessung der gebildeten Aerosole soll eine Vorhersage der Nanopartikelgrößen in situ ermöglichen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
