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Spektroskopische Charakterisierung physiko-chemischer Systeme

Wiedemeier, Volker - Universität Paderborn (2012)


Im Bereich der chemischen Industrie kommt der Intensivierung chemischer Prozesse eine besondere Bedeutung zu. Für diese ist sind genauere Kenntnisse von Stofftransport und dem Ablauf chemischer Reaktionen unabdingbar. Der Einfluss der Transportprozesse auf die chemische Kinetik hängt dabei im Wesentlichen von den Reaktions- und Mischzeiten ab, wobei hier oft eine Mischungsmaskierung aufgrund gleich großer Zeitskalen vorliegt. Nur chemische Reaktionen, die in der Größenordnung von einigen Sekunden ablaufen, sind nicht mischungsmaskiert, so dass eine unverfälschte Aufnahme der inhärenten Kinetik ermöglicht wird. Hier lassen sich zum einen ein rein experimenteller und andererseits ein modellbasierter Ansatz verfolgen. Da beim rein experimentellen Ansatz die Voraussetzung, dass die Zeitskala der Mischprozesse kleiner ist als die der Reaktionen, nicht eindeutig belegbar ist, bietet sich mit der Anpassung eines Modells an experimentell vermessene Konzentrationsfelder eine alternative Methode zur Ermittlung der kinetischen Parameter an. Originäres Ziel dieser Arbeit ist die spektroskopische Analyse chemischer Stoffsysteme hinsichtlich der Vermessung/Aufnahme von Konzentrationsfeldern im Mikroreaktor und die entsprechende Charakterisierung des Mikroreaktorsystems. Damit verbunden ist die Realisierung, bzw. die Anpassung/Weiterentwicklung entsprechender Messverfahren. Hierbei ist die -Raman-Spektroskopie geradezu für die Betrachtung von Mehrkomponenten-Systemen prädestiniert und stellt die Hauptmethode dieser Arbeit dar. Für eine spätere, alternative Charakterisierung mittels laserinduzierter Fluoreszenz (LIF) werden zudem mögliche Stoffsysteme spektroskopisch charakterisiert.


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