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Charakterisierung eines NOx-Dosimeters auf Mn/K-Basis mittels DRIFT-Spektroskopie

Titelangaben

Zängle, Clara:
Charakterisierung eines NOx-Dosimeters auf Mn/K-Basis mittels DRIFT-Spektroskopie.
2016
(Diplomarbeit, 2016, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)

Abstract

In der Arbeit wurde ein NOx-Dosimeter basierend auf einem NOX-Speichermaterial, Mn/K/La-Al2O3, mittels diffuser Reflexions-Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (DRIFTS) charakterisiert. Dabei wurden zuerst die Reaktionen von NOx an den einzelnen funktionellen Komponenten des Materials in Pulverform, oxidierende Komponente, speichernde Komponente und Träger (Mn/La-Al¬2O3, K/La-Al2O3 und La-Al2O3) untersucht. Es wurden auch Sensoren mit Funktionsschichten aus den einzelnen Komponenten und dem Gesamtmaterial hergestellt. Diese sollten während ihres Betriebs, also in situ, mit DRIFTS charakterisiert werden. Eine neue In-situ-DRIFTS-Zelle wurde dazu erfolgreich in Betrieb genommen. Das elektrische Signal wurde simultan mittels Impedanzspektroskopie erfasst. Die Betrachtung der Reaktionen auf NOx ergab, dass Mn/K/La-Al¬2O3 als edelmetallfreies NOx-Speichermaterial angesehen werden kann. Die Speichermechanismen können weitestgehend von einem Pt/K/Al2O3-Katalysator übertragen werden. Bei der Charakterisierung eines Mn/K/La-Al2O3-Dosimeters mittels In-situ-DRIFTS entstanden hauptsächlich Banden von Nitrat an Kalium. Normierung und Vergleich ergab, dass die Höhe des Nitratpeaks, in der Auftragung der Spektren als Extinktion, für kleine Beladungen näherungsweise linear mit dem elektrischen Signal, d.h. mit dem Betrag der Impedanz, zusammenhängt. Dies bestätigt, dass die Bildung von Nitraten an Kalium-Zentren für die Erhöhung der Leitfähigkeit des Sensors verantwortlich ist. Das Dosimeter wurde weiterhin bezüglich mehrerer anwendungsrelevanter Eigenschaften (Reaktion auf NO und NO2 mit und ohne O2 und H2O im Grundgas, Temperaturabhängigkeit, CO2-Einfluss und Konzentrations-abhängigkeit) charakterisiert. Hier ergab sich immer ein deutlicher Zusammenhang zwischen den DRIFT-Spektren und dem elektrischen Signal. Im Zuge der Charakterisierung der Sensoren mit Schichten aus den einzelnen funktionellen Komponenten mit In-situ-DRIFTS zeigte sich, dass die entstehenden Absorptionsbanden sehr ähnlich denen sind, die an den Pulvern bereits analysiert wurden. Es laufen also an den sensitiven Schichten dieselben Reaktionen ab, die auch an den Pulvern stattfinden.

Weitere Angaben

Publikationsform: Master-, Magister-, Diplom- oder Zulassungsarbeit (Diplomarbeit)
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 08 Aug 2016 07:29
Letzte Änderung: 08 Aug 2016 07:29
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/34066