Innovative Beschichtungs- und Charakterisierungsmethoden für die nasschemische Herstellung von asymmetrischen Gastrennmembranen auf Basis von SiO2:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Jülich
Forschungszentrum Jülich, Zentralbibliothek, Verl.
2013
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| Schriftenreihe: | Schriften des Forschungszentrums Jülich
Reihe Energie & Umwelt ; 195 |
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS I
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IV
1. EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1
2. STAND DER TECHNIK 4
2.1. MEMBRANEN 4
2.1.1. KLASSIFIZIERUNG VON MEMBRANEN 4
2.1.2. KENNGROESSEN UND ANFORDERUNGEN 6
2.1.3. AUFBAU GRADIERTER SYSTEME 7
2.1.4. POLYMERMEMBRANE UND SPEZIFISCHE ANWENDUNGEN 9
2.1.5. ANORGANISCHE MEMBRANE UND SPEZIFISCHE ANWENDUNGEN 10
2.2. HERSTELLUNG KERAMISCHER MEMBRANE 15
2.2.1. SOL-GEL-PROZESS 15
2.2.1.1. SOL-GEL SYNTHESE 15
2.2.1.2. DOTIERUNG DES SOLS ZUR ERHOEHUNG DER HYDROTHERMALEN STABILITAET
17
2.2.1.3. SOL-GEL-BESCHICHTUNGSTECHNIKEN 18
2.2.1.4. WAERMEBEHANDLUNG VON SOL-GEL-SCHICHTEN 22
2.2.2. CHEMISCHE GASPHASENABSCHEIDUNG 22
2.3. MEMBRANSPEZIFISCHE CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN 24
2.3.1. PERMPOROSIMETRIE 24
2.3.2. PERMEATIONSMESSUNGEN 26
2.3.3. OPTISCHE METHODEN 27
2.4. GASTRANSPORT IN POROESEN MEMBRANEN 29
2.4.1. BESCHREIBUNG DES GASTRANSPORTES DURCH DAS BINARY-FRICTION-MODELL
33
2.5. LITERATURUEBERSICHT SI0
2
BASIERTER MEMBRANE 37
3. EXPERIMENTELLE METHODEN UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 43
3.1. MEMBRANHERSTELLUNG 43
3.1.1. SUBSTRATE 43
3.1.1.1. A-AI
2
0
3
-SUBSTRATE AUS EIGENER HERSTELLUNG 43
3.1.1.2. KOMMERZIELLE A-AI
2
0
3
-SUBSTRATE 44
3.1.2. SOL-GEL-SYNTHESEN 45
3.1.2.1. AIO(OH)-KOLLODIALSOL 45
3.1.2.2. SI0
2
-POLYMERSOL 46
3.1.3. BESCHICHTUNGSMETHODEN 46
3.1.3.1. HORIZONTALES TAUCHBESCHICHTEN 47
HTTP://D-NB.INFO/104585350X
INHALTSVERZEICHNIS
3.1.3.2. TINTENSTRAHLDRUCKER! 48
3.1.4. WAERMEBEHANDLUNG DER SOL-GEL-SCHICHTEN 54
3.1.4.1.
Y
-AL
2
0
3
-ZWISCHENSCHICHTEN 55
3.1.4.2. SI0
2
-FUNKTIONSSCHICHTEN 55
3.2. ANALYTISCHE METHODEN 55
3.2.1. SOL-CHARAKTERISIERUNG 56
3.2.2. QUECKSILBERPOROSIMETRIE 57
3.2.3. PERMPOROSIMETRIE 57
3.2.4. PERMEATIONSMESSUNGEN 60
3.2.4.1. DEAD-END PERMEATIONSMESSUNGEN 60
3.2.4.2. CROSS-FLOW MESSUNGEN 62
3.2.5. OPTISCHE CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN 64
3.2.5.1. ELEKTRONENMIKROSKOPIE 64
3.2.5.2. KONFOKALE LASERMIKROSKOPIE 65
3.2.5.3. WEISSLICHTOPOGRAPHIE 65
3.2.6. ANWENDUNG DES BINARY-FRICTION-MODELLES 65
3.3. UEBERSICHT UEBER DIE HERGESTELLTEN MEMBRANEN 67
4. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 71
4.1. STEIGERUNG DER EFFIZIENZ DER CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN UND
FEHLERANALYSE..71
4.2. CHARAKTERISIERUNG VON GRADIERTEN SI0
2
-MEMBRANEN 75
4.2.1. A-AI
2
0
3
-SUBSTRATE 76
4.2.1.1. PERMEATIONS- UND PERMPOROSIMETRIEMESSUNGEN 78
4.2.1.2. MODELLIERUNG DES GASTRANSPORTES 79
4.2.1.3. ZUSAMMENFASSUNG 80
4.2.2.
Y
-AL
2
0
3
-ZWISCHENSCHICHTEN 81
4.2.2.1. PERMEATIONS- UND PERMPOROSIMETRIEMESSUNGEN 82
4.2.2.2. MODELLIERUNG DES GASTRANSPORTES 86
4.2.2.3. ZUSAMMENFASSUNG 87
4.2.3. SI0
2
-FUNKTIONSSCHICHT 88
4.2.3.1. EINZEL- UND MISCHGASMESSUNGEN IM CROSS-FLOW-BETRIEB 90
4.2.3.2. EINZELGASMESSUNGEN IM DEAD-END-BETRIEB 94
4.2.3.3. ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION 99
4.2.4. QUALIFIZIERUNG VON ALTERNATIVEN SUBSTRATEN 101
4.2.4.1. CHARAKTERISIERUNG EINES ALTERNATIVEN A-AI
2
0
3
-SUBSTRATES DER FIRMA PERVATECH 101
4.2.4.2. CHARAKTERISIERUNG EINES ALTERNATIVEN A-AI
2
0
3
-SUBSTRATES DER FIRMA ATECH 104
4.2.4.3. ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION 107
4.3. HERSTELLUNG VON FUNKTIONSSCHICHTEN MITTELS TINTENSTRAHLDRUCKEN 109
4.4. ORTSAUFGELOESTE CHARAKTERISIERUNG VON OBERFLAECHEN 114
4.4.1. ENTWICKLUNG EINER GEEIGNETEN METHODE 115
4.4.2. BEURTEILUNG DER OBERFLAECHE DES A-AI
2
03-SUBSTRATES DER FIRMA ATECH 119
4.4.3. EINFLUSS VON DEFINIERTEN FEHLSTELLEN AUF DIE SOL-GEL-SCHICHTEN
121
INHALTSVERZEICHNIS
4.4.4. UNTERSUCHUNG DER OBERFLAECHEN VON SI0
2
-FUNKTIONSSCHICHTEN 126
4.4.5. ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION 129
5. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 133
6. LITERATUR 137
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