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Untersuchungen an Phosphor-Arsen-Schwefel-Selen-Verbindungen und am Phosphor-Schwefel-PhasendiagrammStowasser, Joachim 13 February 2002 (has links)
Durch die Untersuchungen mittels der RP-HPLC hinsichtlich der Bildung der gemischten Moleküle in den Systemen P4S3/P4Se3 und P4S3/As4S3 in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit konten die k-Werte unddie Reaktionsordungen für die Bildung dieser Moleküle bestimmt werden. Dabei konnte im System P4S3/P4Se3 eine Reaktion zweiter Ordnung festgestellt und das Vorliegen einer Festkörperreaktion bestätigt werden. Auch im System P4S3/As4S3 konnte so eine Parallelreaktion zweiter Ordnung festgestellt werden, hierbei wird das symmetrische Molekül PapAs3S3 bevorzugt gebildet. Bei der Bestimmung von Phosphor - Arsen - Schwefel - Schmelzen konnte durch den Einsatz der Untersuchungsmethode GC-MS P3AsS7, P3AsS8, P2As2S5, P2As2S6, sowie PAs3S5 und PAs3S6 bestimmt werden. Durch vergleichende Versuche mit der 31P-NMR-Spektroskopie konnte die Annahme, dass die Verbindungen durch den Zerfall höherer gemischter Verbindungen im GC-MS entstehen, wiederlegt werden. Die Untersuchungen im Phosphor - Schwefel - System erbrachten ein Phasendiagramm, das in verschiedenen Bereichen von den bekannten Diagrammen abweicht. Neben der Temperatur von 124°C für das Eutektikum bei 55 Mol% P, konnte auch die Liquiduskurve im Bereich P4S7 - P4S3 neu bestimmt werden. Die Abweichungen konnten durch die Verwendung von HPLC und Röntgenfilmuntersuchungen, sowie einer mathematischen Bestimmung, belegt werden. Für die Verbindung P4S7 konnte die Kristallstruktur erfeinert werden. Desweiteren konnte die Struktur der Verbindung [EnH2][TeS3] mittels Einkristallröntgenanalyse bestimmt werden. Die Versuche mit verschiedenen Templaten zeigten, dass bei größerer Variation der Template, der Templatkonzentrationen und der eingesetzten Verbindungen weitere Strukturen mit einem TeS32- - Ion möglich sind.
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Reaktivität im System Kupfer-Arsen-Schwefel und in den entsprechenden Randsystemen / Reactivity in the system copper-arsenic-sulfur and in the corresponding binary systemsMüller, Achim 15 May 2001 (has links)
Zur Klärung welche Reaktionswege im Cu-As-S-System vorherrschen, wurden die kongruent schmelzende Verbindung Cu3AsS4 und die peritektisch zerfallende Verbindung CuAsS aus verschiedenen Kombinationen (Reaktionsgemische) der Elemente und/oder der sechs gän-gigsten Verbindungen der Randsysteme synthetisiert und die dabei ablaufenden Reaktionen in-situ thermoanalytisch (b = 10 °C/min) und in-situ röntgenographisch (b = 10 °C/h) verfolgt.
Bei Verwendung der gleichen Komponenten laufen in den Reaktionsgemischen unabhängig von der Zusammensetzung zunächst die gleichen Reaktionen ab, bis sie sich bei fortschreitendem Umsatz gemäß der zu synthetisierenden Verbindung diversifizieren. Bei der Synthese einer Verbindung aus unterschiedlichen Komponenten bilden sich im mittleren Temperaturbereich bevorzugt die gleichen Zwischenprodukte, wobei zuerst binäre und dann ternäre Verbindungen entstehen. Dieses sind bei Cu3AsS4 schwefelreiche Arsensulfide, CuS und Cu6As4S9 und bei CuAsS arsenreiche Arsensulfide, Cu2-xS, Cu6As4S9 und Cu12+xAs4+yS13. Die DTA-Kurven der Reaktionsgemische lassen sich in Gruppen mit ähnlichen Komponenten einteilen, wenn die Hauptkomponenten für stark exotherme Reaktionen verantwortlich sind.
Bei der Bildung von Cu2S aus den Elementen wurde der Einfluss zahlreicher Parameter auf den Reaktionsverlauf ermittelt. Neben dem Partikeldurchmesser und der Aufheizgeschwindigkeit spielen Probenform (Tablette, Pulver, in Schwefel eingebettete Kupferfolie), Herkunft und Reinigung des Kupferpulvers (Sauerstoffgehalt), mechanische Behandlung und Alterung (unter Schutzgas oder im Vakuum) des Reaktionsgemisches eine bedeutende Rolle.
Bei der Reaktion von Cu3-xAs mit Schwefel zu Cu3AsS4 wurden ähnliche Einflussparameter untersucht wie bei der Bildung von Cu2S.
Allgemein hat sich gezeigt, dass das Präparieren von Proben in Tablettenform bezüglich einer schnellen und vollständigen Reaktion bei niedriger Temperatur gegenüber dem Arbeiten mit Pulvern keine Vorteile bietet.
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Nanostrukturierter Kohlenstoff durch Zwillingspolymerisation an Hart-TemplatenBöttger-Hiller, Falko 19 September 2012 (has links) (PDF)
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Herstellung von nanostrukturierten Kohlenstoffen. Die Synthese erfolgt dabei durch die Zwillingspolymerisation der siliziumhaltigen Zwillingsmonomere 2,2’Spirobi[4H-1,3,2-benzodioxasilin] sowie Tetrafurfuryloxysilan. Die entstehenden Nanokomposite werden anschließend carbonisiert und das SiO2-Netzwerk herausgelöst. Die Zwillingsmonomere wurden dabei zunächst templatfrei umgesetzt, um Einflüsse verschiedener Reaktionsparameter auf die Eigenschaften der erhaltenen Kohlenstoffe zu evaluieren. Des Weiteren wurde studiert, wie sich die Zugabe von Hart-Templaten auf das Polymerisationsverhalten der Zwillingsmonomere, sowie die Porosität und Morphologie der daraus resultierenden Kohlenstoffe auswirkt. Für die Charakterisierung der nanostrukturierten Kohlenstoffe wurde vorwiegend auf Elektronenmikroskopie und Stickstoffsorptions-Experimente zurückgegriffen. Mit Hilfe der Zwillingspolymerisation an Hart-Templaten, wie SiO2-Partikeln, Glasfasern und ORMOCER®en konnte die Morphologie, Geometrie, Größe und Porentextur der Kohlenstoffe eingestellt und ein modulares Synthesekonzept für poröse, nanostrukturierte Kohlenstoffe entwickelt werden. Ferner wurden ausgewählte Kohlenstoffe auf Anwendung als Wasserstoffspeicher und Elektrodenmaterial in Lithium-Schwefel-Zellen getestet. In diesem Zusammenhang wurden die Thermogravimetrie, die Differenzkalorimetrie und Stickstoff-Sorptionsmessungen eingesetzt, um die Batterieeigenschaften in Zukunft ohne das Durchführen aufwendiger Zelltests zu prognostizieren.
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Schwefelbedarf, -akkumulation und -düngung von Ackerbohne (Vicia faba L.), Schmalblättriger Lupine (Lupinus angustifolius L.) und Erbse (Pisum sativum L.) in Reinsaat sowie Erbse und Gerste (Hordeum vulgare L.) im GemengePötzsch, Fredo Frank 18 December 2019 (has links)
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss verschiedener Schwefel (S)-Düngemittel, der Leguminosenart und des Gemengebaus von Erbse (Pisum sativum L.) und Gerste (Hordeum vulgare L.) auf die Schwefelakkumulation sowie den Ertrag der Ackerbohne (Vicia faba L.), Schmalblättrige Lupine (Lupinus angustifolius L.) und Erbse zu erheben.
In den Jahren 2012 bis 2014 wurden Feldversuche auf zahlreichen Standorten durchgeführt, um die Wirkung von Kieserit (MgSO4), Gips (CaSO4), elementarem S und Bittersalz (MgSO4 × 7H2O) auf die Körnerleguminosen zu testen.
Die Düngung von Ackerbohne, Schmalblättriger Lupine und Erbse mit verschiedenen S-haltigen Düngemitteln führte unter den geprüften Feldbedingungen weder zu Ertragssteigerungen noch zu einer gesteigerten N-Akkumulation. Der S-Bedarf der drei Körnerlegunminosen wurde offenbar über natürliche Ressourcen gedeckt. Trotzdem zeigten sich Gips und Kieserit, teilweise auch Bittersalz als geeignete Düngemittel, um die S-Konzentration im Gewebe der Pflanzen zu erhöhen.
Die S-Akkumulation im Spross der Ackerbohne (5-17 kg S ha-1), Schmalblättrigen Lupine (5-15 kg S ha-1) und Erbse (2-13 kg S ha-1) war gering und wurde von den Pflanzen an deren Bedarf angepasst. Im Gegensatz zu Ackerbohne (SHI 0,65) und Erbse (SHI 0,63), die S vorwiegend im Korn akkumulierten, sammelte die Schmalblättrige Lupine einen Großteil des aufgenommenen S im Stroh (SHI 0,40) an.
Der Einfluss des Gemengeanbaus mit Gerste auf den S-Haushalt der Erbse war sehr gering. Die Erbse in Reinsaat nahm signifikant mehr S gemittelt über alle getesteten Düngemittel auf als das Gemenge aus Erbse und Gerste. Erbse und Gerste akkumulierten ähnlich hohe Mengen S im Spross pro Einheit Kornertrag. Um maximale Kornerträge sowie N- und S-Akkumulationen in einem substitutiv zusammengesetzten Gemenge aus Erbse und Gerste zu erzielen, wurde ein optimales Saatverhältnis von 42-88% keimfähiger Erbsensamen zu 12-58% keimfähigen Gerstensamen der jeweiligen Reinsaatstärke ermittelt. / The objectives of this study were to evaluate the influence of different sulfur (S) containing fertilizers, the legume species and of intercropping of pea (Pisum sativum L.) and barley (Hordeum vulgare L.) on sulfur accumulation and yield of faba bean (Vicia faba L.), narrow leaf lupin (Lupinus angustifolius L.) and pea.
In the years 2012 to 2014 field trials have been conducted to test the effects of kieserite (MgSO4), gypsum (CaSO4), elemental S and epsom salt (MgSO4 × 7H2O) on grain legumes at several sites in Germany.
Under the given environmental conditions, fertilization of faba bean, narrow leaf lupin and pea with different S containing fertilizers did not increase yield and nitrogen (N) accumulation. The S demand of the three grain legumes was low and obviously covered by S sources from the soil as well as atmospheric S deposition. However, gypsum, kieserite and epsom salt generated noticeable increases in S concentration in parts of the plants.
S accumulation in shoots of faba bean (5-17 kg S ha-1), narrow leaf lupin (5-15 kg S ha-1) and pea (2-13 kg S ha-1) was comparatively low and has been adapted to the plants respective S demand. In contrast to faba bean (SHI 0,65) and pea (SHI 0,63), who accumulated S predominantly in seeds, narrow leaf lupin (SHI 0,40) accumulated the bulk of S in its straw.
The influence of barley on peas S concentration was very low. Pea in pure stands accumulated significantly more S than the total intercrop of pea and barley, whereas pea and barley accumulated similar amounts of S in its shoots per unit seed yield. To achieve the maximum seed yield and maximum N and S accumulation in substitutive mixtures of pea and barley, a relative seed frequency of 42%–88% pea seeds to 12%–58% barley seeds of their monocrop seeding rate has been calculated to be optimal.
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SO4 in Cadmium ChalcogenidesHerklotz, Frank, Lavrov, Eduard V., Melnikov, Vladlen V. 11 June 2024 (has links)
A study combining infrared (IR) absorption spectroscopy and first-principles theory is presented for a sulfur–oxygen complex in CdSe characterized by IR absorption lines located at 1094, 1107, and 1126 cm-1 (10 K). The properties of the center are compared to a similar species occurring in CdTe that gives rise to two absorption lines at 1097 and 1108 cm-1 (10 K). Temperature- and polarization-sensitive measurements performed on 18O-enriched samples reveal that for both materials the IR absorption lines are due to split ν3 stretch vibrations of a distorted sulfate (SO4) tetrahedron, whereby the local point group of the SO4 complex is reduced to Cs and C3v in hexagonal CdSe and cubic CdTe, respectively. Measurements on the vibrational spectrum of the sulfate species in the spectral range of symmetric stretch (ν1), bend (ν4), and combinationmodes (ν1 þ ν3) are presented. The cation vacancy VCd is discussed as a likely site occupied by SO4 in CdSe.
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Modification of Liquid Steel Viscosity and Surface Tension for Inert Gas Atomization of Metal PowderKorobeinikov, Iurii, Perminov, Anton, Dubberstein, Tobias, Volkova, Olena 08 July 2024 (has links)
Inert gas atomization is one of the main sources for production of metal powder forpowder metallurgy and additive manufacturing. The obtained final powder size distribution iscontrolled by various technological parameters: gas flow rate and pressure, liquid metal flowrate, gas type, temperature of spraying, configuration of nozzles, etc. This work explores anotherdimension of the atomization process control: modifications of the liquid metal properties andtheir effect on the obtained powder size. Series of double-alloyed Cr-Mn-Ni steels with sulfur andphosphorus were atomized with argon at 1600◦C. The results indicate that surface tension andviscosity modifications lead to yielding finer powder fractions. The obtained correlation is comparedwith the individual modification of surface tension with S and Se and modification of viscosity withphosphorus. Discrepancy of the results is discussed. Additives of surfactants and viscosity modifierscan be a useful measure for powder fractions control.
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Reassignment of oxygen-related defects in CdTe and CdSeBastin, Dirk 03 August 2015 (has links) (PDF)
This thesis reassigns the OTe-VCd complex in CdTe and the OSe-VCd complex in CdSe to a sulfur-dioxygen complex SO2*, and the OCd defect in CdSe to a VCdH2 complex using Fourier transformed infrared absorption spectroscopy. The publications of the previous complexes were investigated by theoreticians who performed first-principle calculations of theses complexes. The theoreticians ruled out the assignments and proposed alternative defects, instead. The discrepancy between the experimentally obtained and theoretically proposed defects was the motivation of this work.
Two local vibrational modes located at 1096.8 (v1) and 1108.3 cm-1 (v2) previously assigned to an OTeV_Cd complex are detected in CdTe single crystals doped with CdSO4 powder. Five weaker additional absorption lines accompanying v1 and v2 could be detected. The relative intensities of the absorption lines match a sulfur-dioxygen complex SO2* having two configurations labeled v1 and v2. A binding energy difference of 0.5+-0.1meV between the two configurations and an energy barrier of 53+-4 meV separating the two configurations are determined. Uniaxial stress applied to the crystal leads to a splitting of the absorption lines which corresponds to an orthorhombic and monoclinic symmetry for v1 and v2, respectively.
In virgin and oxygen-doped CdSe single crystals, three local vibrational modes located at 1094.1 (gamma_1), 1107.5 (gamma_2), and 1126.3 cm-1 (gamma_3) previously attributed to an OSe-VCd complex could be observed. The signals are accompanied by five weaker additional absorption features in their vicinity. The additional absorption lines are identified as isotope satellites of a sulfur-dioxygen complex SO2* having three configurations gamma_1, gamma_2, and gamma_3. IR absorption measurements with uniaxial stress applied to the CdSe crystal yield a monoclinic C1h symmetry for gamma_1 and gamma_2. The SO2* complex is stable up to 600 C. This thesis assigns the v- lines in CdTe and gamma-lines in CdSe to local vibrational modes of a sulfur-dioxygen complex SO2*.
A hydrogen-doped CdSe single crystal exhibits two absorption lines at 1992 (SeH$_\\parallel$) and 2001 cm-1 (SeH$_\\perp$). Both signals show a red-shift in frequency to 1454 (SeD$_\\parallel$) and 1461 cm-1 (SeD$_\\perp$) when hydrogen is replaced by deuterium. This frequency shift in combination with the fine structure of the absorption lines arising from Se isotopes yields a VCdH2 defect giving rise to SeH$_\\parallel$ and SeH$_\\perp$. This contradicts the previously assignment of the two absorptions lines to an OCd defect. The SeH$_\\parallel$ and SeH$_\\perp$ vibrational modes are found to be aligned parallel and perpendicular to the c-axis of the crystal, respectively. The VCdH2 defect is stable up to a temperature of 525 C.
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Tailoring Pore Size and Polarity for Liquid Phase Adsorption by Porous CarbonsHippauf, Felix 29 May 2017 (has links) (PDF)
Adsorption is a versatile purification technique to selectively separate different peptide fractions from a mixture using mild operation conditions. Porous carbons are ideally suited to separate ACE-inhibiting dipeptides by combining tailored size exclusion and polarity selectivity. The desired peptide fraction is mostly hydrophobic and very small and should adsorb inside hydrophobic micropores.
The second topic of this thesis is linked to energy storage. The lithium-sulfur battery is a promising alternative to common lithium-ion batteries with theoretical capacities of up to 1672 mAh g−1 sulfur. The second aim of this thesis is to conduct an in-depth investigation of polysulfides interacting with selected carbon materials in a simplified battery electrolyte environment. The focus of this study is laid on the impact of surface polarity and pore size distribution of the carbon to develop a quantitative correlation between polysulfide retention and porosity metrics.
Both, the enrichment of ACE-inhibitors and the retention of polysulfides rely on liquid phase adsorption in porous materials, linking the above mentioned topics. This thesis not only aims to develop an enrichment process or to find a superior battery cathode but also strives to explore structure-property relationships that are universally valid. Understanding the complex interplay of pore size and polarity leading to selective interactions between pore wall and the adsorbed species is given a high priority.
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<i>In-situ</i> Wachstumsuntersuchungen beim reaktiven Anlassen von Cu, In Schichten in elementarem SchwefelPietzker, Christian January 2003 (has links)
In dieser Arbeit wurde das reaktive Anlassen von
dünnen Kupfer-Indium-Schichten in
elementarem Schwefel mittels energiedispersiver Röntgenbeugung untersucht. Durch die simultane
Aufnahme der Röntgenspektren und der Messung der diffusen Reflexion von Laserlicht der
Wellenlänge 635 nm an der Oberfläche der Probe während des Schichtwachstums von CuInS<SUB>2</SUB>
konnte eine Methode zur Prozesskontrolle für ein Herstellungsverfahren von CuInS<SUB>2</SUB> etabliert werden.
<br><br>Die
Bildung von CuInS<SUB>2</SUB>
aus Kupfer-Indium-Vorläuferschichten wird dominiert von
Umwandlungen der intermetallischen Phasen. CuInS<SUB>2</SUB>
wächst innerhalb der Aufheizperiode ab einer Temperatur von ca.
200°C aus der Phase Cu<sub>11</sub>In<sub>9</sub>. Jedoch zerfällt letztere metallische Phase in Cu<sub>16</sub>In<sub>9</sub> und flüssiges
Indium bei einer Temperatur von ca. 310°C. Das flüssige Indium reagiert im Falle von Kupferarmut mit
dem Schwefel und führt zu einem zusätzlichen Reaktionspfad über InS zu CuIn<sub>5</sub>S<sub>8</sub>. Unter
Präparationsbedingungen mit Kupferüberschuss wird das Indium in einer intermetallischen Phase
gebunden.<br><br>Erstmals konnte die Phase Digenite bei Temperaturen über 240°C beobachtet werden.
Beim Abkühlen auf Raumtemperatur wandelt sich diese Phase unter dem Verbrauch von Schwefel in
Covellite um.<br><br>Für Proben mit
Kupferüberschuss konnte eine Wachstumskinetik proportional zur Temperatur
beobachtet werden. Dieses Verhalten wurde durch eine stress-induzierte
Diffusion als dominierenden Reaktionsmechanismus interpretiert. Dabei
werden während der Bildung von CuInS<SUB>2</SUB> durch unterschiedliche
Ausdehnungen der metallischen und sulfidischen Schichten eine Spannung in
der CuInS<SUB>2</SUB>-Schicht induziert, die nach Überschreiten einer Grenzspannung zu Rissen in der CuInS<sub>2</sub>-Schicht
führt. Entlang dieser Risse findet ein schneller Transport der Metalle zur Oberfläche, wo diese
mit dem Schwefel reagieren können, statt. Die Risse heilen durch die Bildung neuen Sulfids wieder aus. / In this work the reactive annealing of thin copper and
indium films in elemental sulphur was investigated by energy dispersive X-ray diffraction. Measuring
simultanously laser light diffusively reflected from the growth surface, a simple method for process
monitoring could be established. The process monitoring using 635 nm laser light can now independently
be used in production.<br><br>The growth of
CuInS<SUB>2</SUB> from copper-indium precursors is dominated by
transitions between intermetallic phases. CuInS<SUB>2</SUB>
growths in the heat up period above 200 °C from the
phase Cu<SUB>11</SUB>In<SUB>9</SUB>. However the latter metallic phase decomposes into Cu<SUB>16</SUB>In<SUB>9</SUB> and liquid indium at a
temperature of 310 °C. The liquid indium reacts in the case of copper deficiency with sulphur to InS.
This leads to an additional reaction path via InS to CuIn<SUB>5</SUB>S<SUB>8</SUB>. Under preparation conditions with copper
excess to the contrary, indium is bound in an intermetallic phase.<br><br>For the first time the phase
Digenite could be observed in a growth experiment at temperatures above 240 °C. During cool down to room
temperature this phase transforms to Covellite by consumption of sulphur.<br><br>For samples
with copper excess a growth kinetic proportional to the temperature was
observed. This behaviour is interpreted by a stress induced reaction
mechanism: During the formation of CuInS<SUB>2</SUB>, strain in the
CuInS<SUB>2</SUB> thin film is induced due to different expansion
coefficients of the metallic and sulphurous phases. After transgression of
a certain strain limit, cracks within CuInS<SUB>2</SUB> are formed. Along these cracks, fast
transport of metallic
species to the surface can occur. There these species can react with the sulphur. The cracks can heal up
by the formation of new sulphides.
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Biomass derived carbon for new energy storage technologiesSchipper, Florian January 2014 (has links)
The thesis deals with the production and evaluation of porous carbon materials for energy storage technologies, namely super capacitors and lithium sulfur batteries. / Die Doktorarbeit befasst sich mit der Produktion und Evaluierung poröser Kohlenstoffmaterialien für die Anwendung in Energiespeichertechnologien, namentlich Superkondensatoren und Lithiumschwefelbatterien.
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