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Coherent gas flow patterns in heterogeneous permeability fields: Coherent gas flow patterns in heterogeneous permeability fields: from bench-scale to field-scaleSamani, Shirin 02 August 2012 (has links)
Gas injection into saturated porous media has a high practical relevance. It is applied in
groundwater remediation (air sparging), in CO2 sequestration into saline aquifers, and
in enhanced oil recovery of petroleum reservoirs. This wide range of application
necessitates a comprehensive understanding of gas flow patterns that may develop
within the porous media and required modeling of multi-phase flow. There is an
ongoing controversy in literature, if continuum models are able to describe the complex
flow pattern observed in heterogeneous porous media, especially the channelized
stochastic flow pattern. Based on Selker’s stochastic hypothesis, a gas channel is
caused by a Brownian-motion process during gas injection. Therefore, the pore-scale
heterogeneity will determine the shape of the single stochastic gas channels. On the
other hand there are many studies on air sparging, which are based on continuum
modeling. Up to date it is not clear under which conditions a continuum model can
describe the essential features of the complex gas flow pattern. The aim of this study is
to investigate the gas flow pattern on bench-scale and field scale using the continuum
model TOUGH2. Based on a comprehensive data set of bench-scale experiments and
field-scale experiments, we conduct for the first time a systematic study and evaluate
the prediction ability of the continuum model.
A second focus of this study is the development of a “real world”-continuum model,
since on all scales – pore-scale, bench scale, field scale – heterogeneity is a key driver
for the stochastic gas flow pattern. Therefore, we use different geostatistical programs
to include stochastic conditioned and unconditioned parameter fields.
Our main conclusion from bench-scale experiments is that a continuum model, which is
calibrated by different independent measurements, has excellent prediction ability for
the average flow behavior (e.g. the gas volume-injection rate relation). Moreover, we
investigate the impact of both weak and strong heterogeneous parameter fields
(permeability and capillary pressure) on gas flow pattern. The results show that a
continuum model with weak stochastic heterogeneity cannot represent the essential
features of the experimental gas flow pattern (e.g., the single stochastic gas channels).
Contrary, applying a strong heterogeneity the continuum model can represent the
channelized flow. This observation supports Stauffer’s statement that a so-called subscale
continuum model with strong heterogeneity is able to describe the channelized
flow behavior. On the other hand, we compare the theoretical integral gas volumes with
our experiments and found that strong heterogeneity always yields too large gas
volumes.
At field-scale the 3D continuum model is used to design and optimize the direct gas
injection technology. The field-scale study is based on the working hypotheses that the
key parameters are the same as at bench-scale. Therefore, we assume that grain size and
injection rate will determine whether coherent channelized flow or incoherent bubbly
flow will develop at field-scale. The results of four different injection regimes were
compared with the data of the corresponding field experiments. The main conclusion is
that because of the buoyancy driven gas flow the vertical permeability has a crucial
impact. Hence, the vertical and horizontal permeability should be implemented
independently in numerical modeling by conditioned parameter fields.
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Pillared Paddle-Wheel Frameworks als stationäre Phasen für gaschromatographische TrennungenBöhle, Tony 25 April 2013 (has links)
Metal-organic Frameworks (MOFs) sind eine neue Klasse poröser und kristalliner Feststoffe, die durch ihren modularen Aufbau aus organischen und anorganischen Einheiten einzigartige Eigenschaften unter den porösen Materialien besitzen. Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht ihre Anwendung im Bereich der Gaschromatographie, die bislang nur wenig erforscht ist. Dazu werden drei verschiedene MOFs aus der Reihe der „Pillared Paddle-Wheel Frameworks“ (PPFs) in GC Kapillarsäulen abgeschieden und untersucht. Durch systematische Messungen kann gezeigt werden, dass PPFs nicht nur zur Analyse flüchtiger organischer Verbindungen, sondern auch für spezielle Anwendungen wie Größenausschlusschromatographie und Enantiomerentrennungen anwendbar sind. Weiterhin wurden Adsorptionsenthalpien und -entropien sowie Diffusionskonstanten und Massenübergangskoeffizienten für ein breites Analytenspektrum bestimmt.
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Investigation of Knudsen and gas‐atmosphere effects on effective thermal conductivity of porous mediaRaed, Khaled 07 June 2013 (has links)
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Untersuchung der gekoppelten Einflüsse von Gasart, Porengröße und Porengrößenverteilung auf die effektive Wärmeleitfähigkeit nicht-durchströmter poröser Materialien (Dämmstoffe). Diese Zusammenhänge sind bisher nur ansatzweise bekannt und für eine spätere praktische Anwendung von zunehmend großer Bedeutung. Um dies zu erreichen wurden 12 verschiedene hoch poröse Materialien (Porosität höher als 70 %) ausgewählt, die unterschiedlichen Porengrößenverteilungen im Makro- Mikro- und Nanobereich haben. Die effektive Wärmeleitfähigkeit wurde hauptsachlich in zwei unterschiedlichen Messverfahren untersucht. Die Messungen erfolgt bei normalem Druck in vier Gas Atmosphären
(Kr, Ar, N2 and He) bei Temperaturen bis maximal 900 °C. Kritische Analyse zum jeweiligen Messverfahren und Auswertungsalgorithmus wurden durchgeführt. Ein mathematisches Model basiert auf die Porengrößenverteilung mit Berücksichtigung des Knudsen Effekts wurde entwickelt um die Änderung der effektiven Wärmeleitfähigkeit beim Wechsel der Gas Atmosphäre auszuwerten. Diese führt zu besser Ergebnisse als die ausgewertet Ergebnisse von den vorhandenen Modellen aus der Literatur. / In the present work, the influences of exchanging the filling gas accompanied with Knudsen effect on effective thermal conductivity were investigated with experiments and physical mathematical modeling. This work is thought to be the first intensive study in this area of the research, which includes twelve different porous insulation materials. Analysis of the huge number of experimental results leaded to new observations regarding various coupling effects. An improved model for predicting the change in effective thermal conductivity due to exchanging the filling gas has been developed with regards to the Knudsen effect based on models for rarefied gases and parallel arrangements models for effective thermal
conductivity.
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Experimentelle und numerische Untersuchungen zur stabilen Entsorgung von Schwachgasen in porösen Verbrennungsreaktoren: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur stabilen Entsorgung von Schwachgasen in porösen VerbrennungsreaktorenEndisch, Matthias 05 July 2013 (has links)
Deponierte Abfälle emittieren auch Dekaden nach dem Ende der Einlagerung am Standort eine Vielzahl von Schadstoffen. Durch verantwortungsvollen Aufbau und Betrieb oder eine nachträgliche Sanierung kann das Gewicht von unkontrollierten Emissionen hin zu kontrollierten verschoben werden, die wiederum einer entsprechenden Entsorgung zugeführt werden können. Neben dem Deponiesickerwasser spielt das Deponiegas mit den Hauptbestandteilen Methan und Kohlendioxid auf Grund des lokalen und globalen (anthropogener Treibhauseffekt) Gefährdungspotentials eine wichtige Rolle. Sowohl die Gasmenge als auch der Gehalt an brennbaren Methan verringern sich mit zunehmender Standzeit der Deponie. Für Stark- und Mittelgase (ca. 25-60 Vol.-% Methan) ist eine entsprechende Nutzungs- und Entsorgungstechnik etabliert. Für den Schwachgasbereich ist die Entsorgung durch Verbrennung auf Grund der schlechten Verbrennungseigenschaften problematisch. Es existieren einige Lösungsansätze, von denen sich jedoch angesichts verschiedener technologiebedingter Nachteile noch keiner für die Schwachgasentsorgung über den gesamten relevanten Bereich an Methangehalten etablieren konnte.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen neuen Ansatz für eine einfache, kostengünstige und robuste Technologie zu erarbeiten, die eine vollständige Eliminierung des Methans und weiterer schädlicher Bestandteile gewährleistet. Im Weiteren sollen Methangehalte im Deponiegas von 5-11 Vol.-% bzw. Modellgemische mit einem Äquivalenzverhältnis von 0,3-0,5 betrachtet werden. Dieser Bereich erweist sich als besonders problematisch hinsichtlich einer stabilen Entsorgung. Bei Grubengasen und methanbeladener Abluft sind unter Umständen ähnliche Fragestellungen anzutreffen. Neben experimentellen Arbeiten in Labor und Technikum liefern vor allem numerische Simulationen einen wesentlichen Beitrag zur wissenschaftlichen Durchdringung der ablaufenden Prozesse und der Vorausberechnung technischen Reaktoren und Brennern. Für hier behandelte Problemstellung bietet sich die Software Ansys Fluent® an.
Für die Entsorgung von Schwachgasen bieten sich mehrere grundsätzliche Herangehensweisen an. Für diese Arbeit wurde sich auf die Oxidation des Methans in porösen Medien, z.B. Füllkörperschüttungen oder offenzellige SiC-Schaumkeramiken, konzentriert.
In einem ersten Ansatz wurde eine katalytische Funktionalisierung von SiC-Schaumkeramik mit Manganoxid dotierter Calciumaluminat-Beschichtung durchgeführt, um so die hervorragenden thermischen Eigenschaften des Siliciumcarbids mit der Oxidationsaktivität eines Katalysators zu kombinieren. Nach der Evaluierung einer optimalen hochtemperaturfesten Katalysatorkombination und experimentellen Erarbeitung kinetischer Parameter bilden Modellrechnungen im einfach durchströmten Monolith (1D) die Basis für eine Beurteilung dieser Variante.
Der zweite Ansatz verfolgt eine nicht-katalytische, rein thermische Umsetzung des Methans. Eine Verbesserung der Verbrennungseigenschaften durch Vorwärmung des Brenngases
erfolgt über interne Rekuperation ohne externen Abgaswärmeübertrager. Auf Basis von theoretischen Überlegungen und Simulationsrechnungen wurde eine entsprechende Technikumsanlage mit einer aus Alumina-Raschig-Ringen bestehenden porösen Matrix entworfen und aufgebaut. Ausgewählte Versuchsreihen dienten zur Demonstration der Funktionalität und zur Validierung des CFD-Modells. Mit Hilfe des Modells sind eine Variation der Eigenschaften der porösen Matrix und ein Upscaling auf einen technischen Maßstab möglich. Die Berechnung des Einsatzbereiches erfolgt beispielhaft mit einem Vorschlag für eine technisch relevante Größe an einem typischen Deponie-Schwachgas. Für die Modellierung von Oxidationsprozessen in porösen Strukturen ist die Implementierung des Wärmetransports ein wesentlicher Baustein. Ein entscheidender Parameter hierin ist die effektive Wärmeleitfähigkeit der porösen Matrix. Insbesondere für keramische Schäume ist die Anzahl der publizierten Arbeiten gering. Durch Vermessung der SiC-Keramikschäume mit Hilfe der Hot-Disk-Methode (Raumtemperatur) und mit dem Plattenmessverfahren (300-1000 °C) konnte auch an dieser Stelle ein Beitrag erbracht werden.
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Neue heterocyclische Gerüstbausteine mit Kation- und Neutralmolekül-affinen Haftgruppen zum Aufbau von porigen FestkörperstrukturenKatzsch, Felix 26 November 2014 (has links)
Das Ziel dieser Arbeit war die Synthese neuer heterocyclischer Hydroxyl-funktionalisierter Tekton-Moleküle, die über ein sperriges Grundgerüst verfügen und zur Bildung von porösen organischen Netzwerken sowie Koordinationspolymeren befähigt sind. Um die Sperrigkeit der Zielverbindungen und die Koordinationsfähigkeit bezüglich Metallionen zu gewährleisten, wurden durch Anknüpfung der Heterocyclen Pyridin, Thiophen und Benzo[b]thiophen an Spacer-Elemente, bestehend aus Benzen- und Alkin-Einheiten, entsprechende Derivate hergestellt und umfassend charakterisiert. Die synthetisierten Moleküle liefern eine Vielzahl von Einschlussverbindungen mit Neutralmolekülen, die hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, Stabilität sowie Struktur untersucht wurden. Weiterhin konnte das Potenzial der Zielverbindungen als Sensormaterial gegenüber Neutralmolekülen in der Gasphase und unter Ausnutzung der Fluoreszenzeigenschaften gegenüber Metallionen in Lösung betrachtet sowie die Eignung als Linker-Moleküle zum Aufbau von Koordinationspolymeren überprüft werden.
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Forced convective heat transfer through open cell foamsVijay, Dig 26 August 2016 (has links)
The purpose of this study is to investigate forced convection of air through open cell foams. It can be numerically investigated either by implementing the time efficient macroscopic models or computationally expensive microscopic models. However, during the course of this study, it was observed that the macroscopic models are not sufficient for determining the desired key parameters. Nevertheless, it is still possible that these macroscopic models can be used to design an application accurately with minimum time efforts if the concerned key parameters are already known through other means. Accordingly, in this work, a methodology is developed to determine the desired key parameters by implementing the microscopic models, which are further used into the macroscopic models for designing different applications. To validate the proposed methodology, a set of steady state and transient forced convection experiments were performed for a set of ceramic foams having different pore diameter (10−30 PPI) and porosity (0.79−0.87) for a superficial velocity in the range of 0.5−10 m/s.
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Development of Process Models for Multiphase Processes in the Pore Space of a Filter Cake based on 3D InformationLöwer, Erik 20 May 2022 (has links)
Reliable information about the micro-processes during filtration and dewatering of filter cakes allows more accurate statements about process development and design in any industrial application with solid-liquid separation units. Distributed particle properties such as shape, size, and material influence the formation of the porous network structure, which can show considerable local fluctuations in vertical and horizontal alignment in the cake forming apparatus. The present work relates to a wide range of particle sizes and particle shapes and presents their effects on integral, but preferably local, structural parameters of cake filtration. Current models for the relationship between particle properties and resulting porous structure remain inaccurate. Therefore, the central question focus on the model-based correlation between obtained tomographic 3D information and characteristic
cake and process parameters.
In combination with X-ray computed tomography and microscopy (ZEISS Xradia 510), data acquisition of the structural build-up of filter cakes is possible on a small scale (filter area 0.2 cm²) and a conventional laboratory scale (filter area 20 cm², VDI 2762 pressure nutsch). Thereby, the work focuses on structural parameters at the local level before, during, and after cake dewatering, such as porosity, coordination number, three-phase contact angle, characteristics of pores and isolated liquid regions, the liquid load of individual particles, tortuosity, and capillary length, and the corresponding spatial distributions. Seven different particle systems in the range of 20 and 500 µm, suspended in aqueous solutions with additives for contrast enhancement, served as raw materials for the filter cake formation. Image data processing from 16-bit greyscale images with a resolution of 2 to 4 µm/voxel edge length includes various operations with a two-stage segmentation to identify air, solid particles, and liquid phase, resulting in a machine learning-based automated approach. Subsequent modeling and correlation of measured parameters rely on experimentally verified quantities from mercury porosimetry, laser diffraction, dynamic image analysis, static and dynamic droplet contour analysis, as well as filtration and capillary pressure tests according to VDI guidelines. The tomography measurements provide microscopic information about the porous system, quantified using characteristic key parameters and distribution functions. By studying the cake structure concerning the local distribution of particle size and shape and the resulting porosity, segregation effects can be avoided by increasing the feed concentration of particles, whereby swarm inhibition of particles in the initial suspension strongly hinders or completely suppresses layer formation in the cake according to distributed particle properties (Publication A). In the subsequent dewatering of the filter cake to the irreducible saturation, the measurement of the local coordination number as well as the remaining liquid volumes at the particle contacts allows the determination of a discrete liquid load distribution by correlation with the respective particle volume (Publication B). The determination of the capillary length - shortest capillary for single-phase pore flow and capillary of least resistance for multiphase pore flow - provides modeling
approaches for the cake formation from publication A as well as the dewatering process from publication B (Publication C). The parameter sets obtained also help to transfer and extend existing, theoretical models of multiphase pore flow to the application example of filter cake dewatering (Publication D). At the microscopic level, the measurement of the three-phase contact angle at isolated liquid volumes within the porous matrix provides a deeper understanding of the macroscopic models from publications C and D (Publication E).:List of Figures
List of Tables
Notation
1 Introduction
2 Multiphase Processes in Porous Media
2.1 Cake Filtration and Single Phase Porous Media Flow
2.2 Cake Dewatering
2.2.1 Particle Surface Wettability
2.2.2 Capillarity in Porous Media
2.2.3 Static Capillary Pressure
2.2.4 Dynamic Capillary Pressure
3 Acquisition of 3D Information of Porous Media
3.1 Absorption and Scattering of X-rays
3.2 X-ray Microscopy
3.2.1 Image Acquisition
3.2.2 Image Reconstruction
3.2.3 Image Quality and Artifacts
3.3 Image Post-Processing
3.3.1 Image Enhancement
3.3.2 Segmentation and Thresholding
3.3.3 Processing Binary Images
3.4 Image Measurement
4 Materials and Methods
4.1 The Solid Phase
4.2 The Liquid Phase
4.3 Suspension Stability
4.4 Experimental Design and Down-Scale for Tomography Measurements
4.5 Experimental Characterization of Filtration and Dewatering Properties
4.5.1 Cake Filtration
4.5.2 Cake Dewatering (Capillary Pressure Measurements)
5 Conclusion and Outlook
Literature
Publications A to E
Appendix
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Untersuchungen zum „Controlled SBU Approach“ an metall-organischen Gerüstverbindungen und Syntheseversuche metallsubstituierter MOF-5- und MOF-177-Homologer / Investigation of the „Controlled SBU Approach“ of metal-organic frameworks and synthesis of metal substituted IRMOF- and MOF-177-homologuesMüller, Tobias 05 July 2012 (has links) (PDF)
Die potentiellen Precursor Magnesiumoxobromid bzw. Mangan(II,III)-oxopivalat für die noch unbekannten metallsubstituierten IRMOF-Homologen MOF-5(Mg) bzw.
MOF-5(Mn) konnten erfolgreich synthetisiert und Charakterisiert werden.
Deren experimenteller Einsatz zur Synthese der IRMOF-Homologen schlug jedoch fehl. Es konnte gezeigt werden, dass unter den klassischen CSA-Reaktionsbedingungen sowie unter modifizierten Parametern keine Synthese der IRMOF-Homologen möglich ist. Diese Feststellung wurde mit der Diskussion um die Eigenschaften der Komplexe, der Metallionen sowie mit einer Aufarbeitung der dazu zugänglichen Literatur begründet.
Es ist mit der Synthese der neuen MOF-177-Homologen MOF-177(Co) und
MOF-177(Be) gelungen, die bereits bei MOF-5-Homologen eingesetzten Precursor und Parameter auf ein System anzuwenden, das nicht zu den Yaghi\\\\\\\\\\\\\\\'schen IRMOFs gehört. Die Festkörper weisen mit ihren Oberflächenwerten SBET(MOF-177(Co)) = 3742 m²/g bzw. SBET(MOF-177(Be)) = 1816.4 m²/g klar mikroporöses Adsorptionsverhalten auf. Eine erste vereinfachte Anpassung der Kristallstrukturen an die experimentellen PXRDs konnte für beide MOFs vorgenommen werden. MOF-177(Co) zeigt wie auch MOF-5(Co) eine leicht vergrößerte Gitterkonstante. MOF-177(Be) konnte aufgrund der Verdrehung der Carboxylatgruppen am Berylliumoxocluster ausschließlich in röntgenamorpher Form hergestellt werden.
Die Untersuchung der auftretenden Co-Spezies in reinen und mit Zinkprecursor gemischten Lösungen an Cobaltoxopivalat in den Lösungsmitteln Toluol brachte folgende Erkenntnisse:
• Der im Feststoff dimere achtkernige Cobaltprecursor zerfällt während des Lösens in die vierkernige monomere Form und ist strukturanalog dem basischen Zinkcarboxylaten (Typ I).
• Der Komplex unterliegt einem solvensabhängigem Komplexstabilitäts-gleichgewicht. Dieses ist aufgrund der koordinierenden Eigenschaften des DEF, in den DEF-Lösungen weiter in Richtung der Zersetzungsprodukte verschoben. In beiden Lösungen ist der Komplex zu über 90% undissoziiert.
• Nur in DEF treten bei dem Zumischen verschiedener Zinkprecursor Metallaustauschreaktionen auf. Es ist somit die Existenz von vierkernigen
Zn-Co-Mischclustern der allg. Form [CoyZn(4-y)O] bewiesen worden.
• Es wurde nachgewiesen, dass beim Vorhandensein von Acetat und Pivalat Anionenaustauschreaktionen stattfinden und Komplexe der Form
[CoyZn(4-y)O(Piv)xAc(6-x)] auftreten. Die Bedeutung für das Stattfinden des CSAs unter Berücksichtigung der empirischen Erkenntnisse aus der Literatur wurde erörtert.
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Bildungsbedingungen und rationale Synthesestrategien: MOF-5 und seine HomologenHausdorf, Steffen 30 September 2011 (has links)
MOF-5 ist der Archetyp einer neuartigen Klasse hochporöser Materialien, den Metal Organic Frameworks, die unter anderem zur Anwendung als effektive Gasspeicher geeignet sind. Im Rahmen dieser Arbeit werden die seiner Bildung zugrunde liegenden Reaktionen untersucht. Aus den Erkenntnissen dieser Untersuchungen wurden zwei neue Syntheseverfahren entwickelt. Eines der Verfahren beruht auf der Phasenumwandlung von Zinkterephthalaten und ermöglichte die Laborsynthese von MOF-5 in 100 g-Mengen. Ein zweites Verfahren bedient sich des Strukturaufbaus mit Hilfe vorgefertigter anorganischer Cluster, wodurch erstmals die Synthese von MOF-5-Homologen anderer Metalle als Zink gelang.
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Untersuchungen zum „Controlled SBU Approach“ an metall-organischen Gerüstverbindungen und Syntheseversuche metallsubstituierter MOF-5- und MOF-177-HomologerMüller, Tobias 25 June 2012 (has links)
Die potentiellen Precursor Magnesiumoxobromid bzw. Mangan(II,III)-oxopivalat für die noch unbekannten metallsubstituierten IRMOF-Homologen MOF-5(Mg) bzw.
MOF-5(Mn) konnten erfolgreich synthetisiert und Charakterisiert werden.
Deren experimenteller Einsatz zur Synthese der IRMOF-Homologen schlug jedoch fehl. Es konnte gezeigt werden, dass unter den klassischen CSA-Reaktionsbedingungen sowie unter modifizierten Parametern keine Synthese der IRMOF-Homologen möglich ist. Diese Feststellung wurde mit der Diskussion um die Eigenschaften der Komplexe, der Metallionen sowie mit einer Aufarbeitung der dazu zugänglichen Literatur begründet.
Es ist mit der Synthese der neuen MOF-177-Homologen MOF-177(Co) und
MOF-177(Be) gelungen, die bereits bei MOF-5-Homologen eingesetzten Precursor und Parameter auf ein System anzuwenden, das nicht zu den Yaghi\\\\\\\\\\\\\\\'schen IRMOFs gehört. Die Festkörper weisen mit ihren Oberflächenwerten SBET(MOF-177(Co)) = 3742 m²/g bzw. SBET(MOF-177(Be)) = 1816.4 m²/g klar mikroporöses Adsorptionsverhalten auf. Eine erste vereinfachte Anpassung der Kristallstrukturen an die experimentellen PXRDs konnte für beide MOFs vorgenommen werden. MOF-177(Co) zeigt wie auch MOF-5(Co) eine leicht vergrößerte Gitterkonstante. MOF-177(Be) konnte aufgrund der Verdrehung der Carboxylatgruppen am Berylliumoxocluster ausschließlich in röntgenamorpher Form hergestellt werden.
Die Untersuchung der auftretenden Co-Spezies in reinen und mit Zinkprecursor gemischten Lösungen an Cobaltoxopivalat in den Lösungsmitteln Toluol brachte folgende Erkenntnisse:
• Der im Feststoff dimere achtkernige Cobaltprecursor zerfällt während des Lösens in die vierkernige monomere Form und ist strukturanalog dem basischen Zinkcarboxylaten (Typ I).
• Der Komplex unterliegt einem solvensabhängigem Komplexstabilitäts-gleichgewicht. Dieses ist aufgrund der koordinierenden Eigenschaften des DEF, in den DEF-Lösungen weiter in Richtung der Zersetzungsprodukte verschoben. In beiden Lösungen ist der Komplex zu über 90% undissoziiert.
• Nur in DEF treten bei dem Zumischen verschiedener Zinkprecursor Metallaustauschreaktionen auf. Es ist somit die Existenz von vierkernigen
Zn-Co-Mischclustern der allg. Form [CoyZn(4-y)O] bewiesen worden.
• Es wurde nachgewiesen, dass beim Vorhandensein von Acetat und Pivalat Anionenaustauschreaktionen stattfinden und Komplexe der Form
[CoyZn(4-y)O(Piv)xAc(6-x)] auftreten. Die Bedeutung für das Stattfinden des CSAs unter Berücksichtigung der empirischen Erkenntnisse aus der Literatur wurde erörtert.:1 Einleitung und Aufgabenstellung
1.1 Hintergrund und Motivation
1.2 Arbeitsfelder
2 Grundlagen
2.1 Der Weg zum Controlled SBU-Approach (CSA)
2.1.1 Von der Definition der Stoffklasse "MOF" bis zur "Retikular Chemistry"
2.2.2 Von den Zweifeln am "Design" bis zu computerchemischen Methoden des "AASBU"
2.1.3 CSA - die rationalere Synthese?
2.2. Precursor mit M4O-Metallcustern
2.2.1 Einteilung
2.2.2 bekannte Precursor für Zink, Beryllium und Cobalt basierte IRMOF- und MOF-177-Homologe
2.3 MOF-5 und MOF-177
2.4. EPR-Spektroskopie
2.4.3 Besonderheiten von CoII-High-Spin-Systemen
3 Experimenteller Teil
3.1 Allgemeines
3.1.1 Arbeitstechniken und Chemikalien
3.1.2.Analytik
3.2 Synthese der Precursor
3.2.1 Precursor für MOF-5(Mg)
3.2.2 Precursor für MOF-5(Mn)
3.3 Synthese metallsubstituierter MOF-5-Homologer
3.3.1 MOF-5(Mg)
3.3.2 MOF-5(Mn)
3.4 Synthese von neuen MOF-177-Homologen
3.4.1 MOF-177(Co)
3.4.2 MOF-177(Be)
3.5 EPR-spektroskopische Untersuchungen zink- und cobalthaltiger Metallcluster in Lösung
4 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick
4.1. Zusammenfassung
4.2. Ausblick
5 Anhang
5.1 Ergänzungen zum Teil Grundlagen
E1 Netztheorie und Retikulare Chemie
E2 Scale Chemistry
E3 EPR-Spektroskopie
5.2 Datenausgabe Strukturanpassung
5.3 Tabellen
5.4 Ergänzende Abbildungen
5.5 Pulverdiffraktogramme
5.6 Messkurven
5.7 EPR-Spektren
5.8 UV/VIS-Spektren
5.9 Sonstiges
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