Institute of Mechanical Process Engineering and Mechanics

Insitu-Untersuchung der Flammen-Spray-Pyrolyse durch Röntgenkleinwinkelstreuung an der Synchrotron-Quelle ANKA (CN)

  • chair:experimentelle Arbeit
  • type:Masterarbeit
  • time:ab Oktober 2020
  • tutor:

    M.Sc. Mira Simmler

Das Verfahren der Flammen-Spray-Pyrolyse (FSP) bietet die Möglichkeit, Nanopartikel von hoher Reinheit mit spezifischen Partikeleigenschaften herzustellen[1]. Abhängig von ihrer Größe und Oberflächenmorphologie sowie ihrem Oxidationszustand und Polymorphismus finden die Pyrolyse-Produkte vielfältige Anwendungen in Bereichen wie der Medizin und den Biowissenschaften, beispielsweise im Kontext der Lebensmittelanalytik.

Während die grundlegenden Mechanismen der zahlreichen in der Flammen-Spray-Pyrolyse ablaufenden chemischen und physikalischen Prozesse bereits hinreichend beschrieben sind, ist die wechselseitige Abhängigkeit der Subprozesse voneinander sowie die Abhängigkeit der Produkteigenschaften von den Synthesebedingungen noch nicht vollständig verstanden. Für ein tiefergehendes Verständnis der FSP-Prozesse sind quantitative Informationen zu Größe und Form der entstehenden Teilchen in verschiedenen Stadien der Partikelbildung essentiell. Die nicht-invasive Strukturanalyse-Methode der Röntgenkleinwinkelstreuung (engl. Small Angle X-Ray Scattering, Abk.: SAXS) erlaubt eine in situ Analyse der Partikelcharakteristika in der Flamme. Hierzu soll der FSP-SAXS-Messstandes an der Karlsruher Synchrotronstrahlungsquelle KARA (engl. Karlsruhe Research Accelerator) wieder in Betrieb genommen werden. Der Fokus liegt dabei auf der Optimierung der Messanordnung und Abläufe, sowie der Weiterentwicklung einer Routine bezüglich der Messdurchführung und Datenanalyse.

 

Abbildung 1: Versuchsstand mit Brenner, Abluftanschluss, Detektor und schematisch eingezeichnetem Röntgenstrahl; rechts: Foto der Spray-Flamme.

 

Kontakt:
M.Sc. Mira Simmler
Tel.: 0721/608-44141
E-Mail: mira.simmler∂kit.edu
Gebäude 30.48 (MZE), Raum 115 (1.OG)