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Charakterisierung von Katalysatoren und Sensor-Werkstoffen mit Hilfe der FTIR-Spektroskopie

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Kuchinke, Petra:
Charakterisierung von Katalysatoren und Sensor-Werkstoffen mit Hilfe der FTIR-Spektroskopie.
Bayreuth , 2005
(Diploma, 2005 , Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)

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Es wurde ein Versuchsaufbau konstruiert, mit dem Pulverschüttungen vermessen werden können. Die Gasdosierung wurde über eine Sensortestanlage geregelt. Ein Probenträger wurde in Anlehnung an die Projektarbeit „Elektrochemische Erstickung“ gefertigt, der in einem Klappofen auf verschiedene Temperaturen aufgeheizt werden kann. Nach Inbetriebnahme der Anlage konnten erste Messungen mit dem FTIR erfolgen. Die ersten Messungen des FTIR wurden über die Analytik der Sensortestanlage überprüft. Es wurden hier mit Propan (C3H8) Methan (CH4) und Stickstoffmonoxid (NO) nur drei Gassorten betrachtet. Die Konzentrationen der NO-Auswertungen beliefen sich auf drei Konzentrationen pro Temperatur. Diese sollten auf mindesten fünf Konzentrationen erweitert werden, um eine genauere kinetische Charakterisierung der Pulverschüttungen zuzulassen. Gase, wie Propen und Kohlenmonoxid wurden im leeren Probenträger versucht zu vermessen. Doch zeigte sich bei diesen Messungen, dass Propen und Kohlenmonoxid schon im leeren Reaktor über 50% umgesetzt wurden. Die Zeit in dieser Arbeit reichte leider nicht mehr aus, um die genaue Ursache zu klären. Wir vermuten, dass die Oberfläche des Systems, vor allem die Fritte, für diese Gaskomponenten zu groß ist. Es wird ein Zünden der Komponenten vermutet. Allerdings konnte imProbenträger während der Vermessung kein größerer Temperaturanstieg beobachtet werden, was ein Zünden im Probenträger erklären würde.

Die Untersuchungen am Zeolithen ZSM 5 haben zwar ergeben, dass der Zeolith C3H8 zu CO2 und H2O konvertiert. Dies erklärt aber noch nicht den Effekt, warum der Sensor empfindlicher auf C3H8 reagiert, wenn er mit einer Zeolithschicht bedeckt ist. DRIFT-(Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transformed Spektroscopy)-Untersuchungen könnten Aufschluss über die Absorptions- und Desorptions-Reaktionen an der Oberfläche von Pulverschüttungen geben.

Allerdings konnte der Effekt der Querempfindlichkeit auf die Komponente NO bei STF-Sensoren aufgeklärt werden. Das NO reagiert mit den an der Sensorschicht gebundenen Sauerstoffionen, und erhöht damit die Leitfähigkeit des Materials. Auch konnte geklärt werden, dass der Zeolith NO zu NO2 oxidiert, was eine geringere Querempfindlichkeit der Sensoren mit Zeolithschicht zur Folge hat.

Further data

Item Type: Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Diploma)
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Profile Fields
Profile Fields > Advanced Fields
Research Institutions
Research Institutions > Research Centres
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 19 Feb 2015 11:58
Last Modified: 15 Aug 2016 07:25
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/6763