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- Linus Günther
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1 165 Anhang A.1 Eigenschaften und Hersteller der verwendeten Carbon Blacks A.2 Ergebnisse der Xenon-Diffusion A.3 Ergebnisse der Xenon-Adsorption A.4 Begriffe und Abkürzungen
2 166 Anhang A.1 Eigenschaften und Hersteller der verwendeten Carbon Blacks Tab. A.1-1 Spezifische Eigenschaften der Carbon Blacks (aus Produktdatenblätter der Hersteller [6-8,13,14] )n Carbon Blacks Carbon Black Abk. σ S /m 2 g PG -1 /nm ρ SD /g dm -3 Pulver / Perlen DBP ph- -1 /cm 3 (100g) Wert C- Gehalt /% Graphit G < 1 > N 550 N / ,0 N 330 N / ,0 Vulcan PF VPF / ,5 99,0 Vulcan P VP / ,5 99,0 Corax L CL / ,5 98,5 Vulcan XC-72R VXC / ,0 98,5 Corax L6 CL / ,5 98,5 Monarch 1300 M / ,0 98,0 Ensaco 23 E Ensaco 350 E Ketjenblack KB / Printex XE2 PX / ,0 98,0 Conductex CON Ensaco 52 E Black Pearls 2000 BP / ,6 98,0 Spez. Kapazität Hersteller Typ /F g -1 Verwendung/ Eigenschaften - - Graphit - - Degussa Furnace-Ruß Halbaktiv-Ruß - Degussa Furnace-Ruß Halbaktiv-Ruß - Cabot Furnace-Ruß UV-Schutz Leitfähig - Cabot Furnace-Ruß UV-Schutz Leitfähig 22 Degussa Furnace-Ruß Leitfähig - Cabot Furnace-Ruß Leitfähig 43 Degussa Furnace-Ruß Leitfähig 99 Cabot Furnace-Ruß - 80 MMM Carbon - Leitfähig 115 MMM Carbon - Leitfähig Granulat 150 AKZO - Leitfähig 154 Degussa Gas-Ruß Besonders leitfähig 168 Columbian Chemicals - Leitfähig 175 MMM Carbon - Leitfähig 240 Cabot Furnace-Ruß Leitfähig
3 Anhang 167 A.2 Ergebnisse der Xenon-Diffusion Tab. A.2-1 Experimentelle Ergebnisse der PFG-NMR-Messungen an intra- und extraporösem (freiem) Xenon in Carbon Black. Probe /bar δ G /ms /ms D ± Fehler in D <r 2 > (<r 2 >) 1/2 /10-9 m 2 s -1 /10-9 m 2 s -1 /10-9 m 2 /10-6 m Black Pearls ,9 0,3 4 10,80 0,76 0,259 16,10 Black Pearls ,9 0,3 10 8,62 0,31 0,517 22,74 Black Pearls ,9 0,3 16 8,12 0,19 0,780 27,92 Black Pearls ,9 0,3 30 8,00 0,44 1,440 37,95 Black Pearls ,9 0,3 50 6,10 0,61 1,830 42,78 Black Pearls ,9 0, ,73 0,75 2,838 53,27 Black Pearls ,9 0, ,27 0,70 3,924 62,64 Black Pearls ,9 0,4 4 9,28 0,79 0,223 14,92 Black Pearls 2000 (frei) 10,9 0,4 4 66,10 3,80 1,586 39,83 Black Pearls ,9 0, ,71 0,54 3,213 56,68 Black Pearls ,1 0, ,41 0,50 3,123 55,88 Black Pearls ,5 0,3 50 8,82 0,25 2,646 51,44 Black Pearls ,4 0,3 50 9,33 0,38 2,799 52,91 Black Pearls ,1 0,3 50 6,36 0,42 1,908 43,68 Black Pearls ,7 0,3 50 5,56 0,25 1,668 40,84 Black Pearls 2000 (frei) 17,7 0, ,80 4,45 5,640 75,10 Ketjen Black 12,6 0, ,20 0,70 0,612 24,74 Printex XE2 (frei) 23,8 0, ,82 1,94 1,368 36,99 Printex XE2 (frei) 23,8 0, ,53 0,37 3,870 62,21 Vulcan PF 14,0 0, ,34 0,90 1,698 41,21 Vulcan PF 20,6 0, ,81 3,53 5,340 73,08 Vulcan PF (frei) 20,6 0, ,02 1,61 5,100 71,41 Xenongas (pur) 21,2 0, ,80 1,71 4,644 68,15
4 168 Anhang A.3 Ergebnisse der Xenon-Adsorption Tab. A.3-1 Experimentelle Ergebnisse Vulcan PF (140 m 2 /g). δ f δ p1 δ p2 /bar /ppm /ppm /ppm /10-3 mol g -1 a S /10-6 mol m -2 θ 0,8 0,44 30,6-0,0056 0,0400 0,004 0,9 0,50 47,3-0,0061 0,0436 0,004 1,3 0,70 56,5-0,0842 0,6017 0,061 2,7 1,48 64,9-0,1695 1,2110 0,122 3,3 1,80 67,8 123,9 0,3447 2,4624 0,249 4,3 2,35 73,1 158,5 0,9107 6,5051 0,657 4,6 2,48 73,5 157,6 0,8407 6,0048 0,606 4,9 2,63 71,2 170,5 1,1869 8,4778 0,856 7,0 3,79 73,4 143,3 0,7087 6,2301 0,511 9,2 5,00 72,8 184,7 1, ,0065 1,212 20,6 10,84 66,3 203,7 3, ,5340 2,174 a M Tab. A.3-2 Experimentelle Ergebnisse Printex XE2 (1000 m 2 /g). /bar δ f /ppm δ a /ppm /10-3 mol g -1 a S /10-6 mol m -2 θ 0,6 0,30 48,6 0,3261 0,3261 0,033 0,9 0,50 50,4 0,6532 0,6532 0,066 2,5 1,33 73,3 3,2588 3,2588 0,329 5,2 2,79 71,6 5,8787 5,8787 0,593 5,4 2,92 89,4 4,9401 4,9401 0,498 10,7 5,83 97,0 8,2813 8,2813 0,835 13,5 7,29 98,9 8,1089 8,1089 0,818 23,4 12,65 101,4 9,8301 9,8301 0,992 24,4 13,17 100,1 9,9339 9,9339 1,002 a M Tab. A.3-3 Experimentelle Ergebnisse Black Pearls (1475 m 2 /g). /bar δ f /ppm δ a /ppm /10-3 mol g -1 a S /10-6 mol m -2 θ 0,9 0,50 46,3 0,4007 0,2716 0,027 1,2 0,67 51,6 3,8936 0,2640 0,266 1,4 0,77 63,0 1,2145 0,8234 0,083 1,5 0,83 65,5 1,5027 1,0188 0,103 1,9 1,05 72,0 2,0162 1,3669 0,138 2,7 1,49 78,5 2,6809 1,8176 0,183 3,1 1,71 84,9 3,3036 2,2400 0,226 5,5 3,04 107,1 6,2029 4,2053 0,424 7,4 4,10 117,4 7,9495 5,3895 0,544 8,2 4,53 123,6 9,6719 6,5572 0,661 15,8 8,72 130,9 9,2152 6,9476 0,630 17,7 9,78 132,3 11,6430 7,8936 0,796 a M
5 Begriffe und Abkürzungen 169 A.4 Begriffe und Abkürzungen Begriff/ Abkürzung: Erklärung: A Mittlere molare Arbeit der Adsorption Adsorbat auf einer Oberfläche adsorbierter gasförmiger, flüssiger oder fester Stoff Adsorbent Feststoff, auf dem Adsorption stattfindet Adsorptiv Stoff in der Gasphase, der adsorbiert werden kann a M massenspezifische Adsorbatmenge a S oberflächenspezifische Adsorbatmenge a 0 a max maximale spezifische Adsorbatmenge theoretische maximale, spezifische Adsorbatmenge α Tortuosität B 0 Stärke des externen Magnetfeldes BET Brunnauer, Emmet und Teller β Ähnlichkeitskoeffizient in der Dubinin-Theorie CSA Chemical Shift Anisotropy CTAB Cetyltrimethyl-ammoniumbromid d Durchmesser bzw. Schichtabstand D, D p, D f Diffusionskoeffizient (des intraporösen (p), des freien (f) Xenons) D eff effektiver Diffusionskoeffizient DA Dubinin - Astakhov DBP Dibutylphthalat DS Dubinin - Stöckli v D Tensor der dipolaren Kopplung δ 0 Grenzwert der Chemische Verschiebung δ A Chemische Verschiebung des adsorbierten Xenons δ p Chemische Verschiebung des intraporösen Xenons δ f Chemische Verschiebung des extraporösen bzw. freien Xenons δ G Gradientenpulslänge Diffusionszeit δ δ p - δ f ν 1/2 Halbwertsbreite e v Einheitsvektor E Energie E * Energiebetrag im Minimum der Lennard-Jones-Potentialkurve E a Adsorptionsenergie E s Energie zwischen zwei unendlich ausgedehnten Schichten E sph Energie in einer sphärischen Pore ESR Elektron Spin Resonance ε Porosität η Viskosität FID Free Induction Decay Φ Verhältnis von Volumen zu Oberfläche V/S G Gradientenfeldstärke γ Gyromagnetisches Verhältnis h Plancksche Konstante: 6, J s h = h/(2π) Ĥ Hamilton-Operator Hz Hertz I Spinquantenzahl I v Spin-Operator J v Joule J Tensor der skalaren Kopplung
6 170 Begriffe und Abkürzungen K L Langmuir-Konstante k B Boltzmann-Konstante: 1, J K -1 k H Henry-Konstante χ Suszeptibilität L Avogadro-Konstante: 6, mol -1 m CB Masse Carbon Black µ Chemisches Potential µ s Chemisches Standardpotential µ * Chemisches Standardpotential unter Normbedingungen v µ r magnetische Permeabilität µ magnetisches Moment N, N a, N f Anzahl der Xenonatome im adsorbierten (a) bzw. freien (f) Zustand NMR Nuclear Magnetic Resonance NS Number of Scans ν Resonanzfrequenz ν s Stossfrequenz ω 0 Lamor-Frequenz p, Druck, Xe-Druck PFG Pulsed Field Gradient PG mittlere Partikelgröße, Partikeldurchmesser p k kritischer Druck Sättigungsdampfdruck p s < r 2 > mittlere zurückgelegte freie Weglänge r 0 minimaler Abstand zwischen Adsorbat- und Adsorbentmolekül (= Summe der jeweiligen Van-der-Waals-Radien) R G Gaskonstante: 8,31441 J mol -1 K -1 r h hydrodynamischer Radius r m Belegungsradius des Meniskus R p, R sph, R zyl Radius einer Pore, Radius einer sphärischen bzw. zylindrischen Pore R s halber Abstand zwischen zwei Schichten ρ CB Dichte der Carbon Black Primärpartikel ρ SD Stampfdichte r Xe Van-der-Waals-Radius des Xenons S Oberfläche S molek von einem Adsorbatmolekül belegte Adsorbentoberfläche S geom geometrische Oberfläche σ Disp Dispersionsgrad σ s Spezifische Oberfläche aus BET-Messungen σ Theoret. Theoretische spezifische Oberfläche σ Abschirmungstensor σ II Komponente des Abschirmungstensors parallel zum Magnetfeld σ^ Komponente des Abschirmungstensors parallel zum Magnetfeld T Temperatur T k Kritische Temperatur T b Siedetemperatur T 1 Spin-Gitter-Relaxationszeit T 2 Spin-Spin-Relaxationszeit * T 2 Spin-Spin-Relaxationszeit bei zusätzlichen Relaxationseffekten τ Evolutionszeit im NMR-Experiment τ c Korrelationszeit τ e Austauschzeit θ Belegungsgrad TD Time Domaine V, V f, V p Volumen, freies Volumen, Porenvolumen V L Mittleres molare Volumen einer Flüssigkeit x p, x f Molenbruch der intra- (p) und extraporösen (f) Xenonatome z Abstand des Adsorbatmoleküls von der Adsorbentoberfläche
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