Messstand für dynamische Sorptionsuntersuchungen

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548349728

Sorptionsuntersuchungen werden als analytische Methode sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der angewandten Forschung zur Untersuchung von Nanomaterialien und porösen Verbindungen eingesetzt. Sie sind in vielen Bereichen der Festkörperchemie und Materialforschung unverzichtbar. Durch statische und dynamische Messungen können Informationen über die spezifische Oberfläche, Porendurchmesser, Wirt-Gast-Wechselwirkungen, Hydrophilizität/Hydrophobizität der Porenoberfläche oder über die Speicherung bzw. Abtrennung von Molekülen und Gasen gewonnen werden. Die im Labor für Oberflächen- und Porenanalytik bereits vorhandenen statischen Messmethoden sollen um dynamische Messmethoden erweitert werden, um anwendungsbezogenere Untersuchungen durchführen zu können. Der beantragte Messstand für dynamische Sorptionsuntersuchungen soll vor allem für die Adsorption und Trennung von Gasen und die Charakterisierung von Katalysatoren eingesetzt werden, steht aber auch Kolleginnen und Kollegen der CAU Kiel, insbesondere den Kolleginnen und Kollegen der Technischen Fakultät, sowie externen Interessenten zur Verfügung. Der Messstand ist insbesondere für die Nano- und Grenzflächenwissenschaften an der CAU relevant, die im universitätsweiten Forschungsschwerpunkt KiNSIS (Kiel Nano Surface and Interface Science) gebündelt sind. Die zu Forschungsprojekte in denen der Messstand eingesetzt werden soll deckt ein breites Spektrum komplementärer Fragestellungen ab und beinhalten sowohl Physisorptions- als auch Chemisorptionsmessungen. Bei den Physisorptionsmessungen sollen sowohl Gase als auch Dämpfe und komplexe Gemische (insbesondere feuchte Gasströme) mit bis zu vier Komponenten untersucht werden. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt auf Messungen am Festbettadsorber, die mit kleinen Probenmengen durchgeführt werden können. Mit Hilfe von Durchbruchskurven können Sorptionskinetiken und -selektivitäten bestimmt werden. Zusätzlich soll eine Membranmesszelle beschafft werden, die die Charakterisierung von Membranen für die Stofftrennung ermöglicht. Die Untersuchung von Mehrkomponentengemischen soll massenspektrometrisch erfolgen um eine präzise Gasanalyse zu ermöglichen. Die Chemisorptionsuntersuchungen sollen insbesondere zur Charakterisierung von Katalysatoren und anderen Substanzen mit reaktiven Oberflächen eingesetzt werden. Für die heterogene Katalyse sind insbesondere Messungen von Sonden- und Reaktandenmolekülen erforderlich. Für Forschungsprojekte zur Aktivierung kleiner Moleküle soll deren Wechselwirkung mit den Katalysatoroberflächen unter variablen Adsorptions- und Desorptionsbedingungen untersucht werden. Dabei sind Gasgemische und Dämpfe von besonderem Interesse, um die Selektivität dieser Wechselwirkung bestimmen zu können. Für die Analyse ist daher zeitaufgelöste Massenspektrometrie erforderlich. Die Untersuchungen sollen vorzugsweise unter dynamischen Bedingungen durchgeführt werden, die den katalytischen Reaktionsbedingungen möglichst nahekommen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Messstand für dynamische Sorptionsuntersuchungen
• Gerätegruppe: 1140 Adsorptionsanlagen, Wäscher, Trockner
• Antragstellende Institution: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Leiter: Professor Dr. Norbert Stock