Kombinierte Partikel- und Flugzeitmassenspektrometrie in der Flammensynthese von Nanopartikeln
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt wurden erfolgreich die Partikelbildungsprozesse von Eisenoxid (aus Fe(CO)5) und Wolframoxid (aus WF6) mithilfe von Partikel- und Flugzeit-Massenspektrometrie untersucht und die etablierten Analysemethoden auf die Untersuchung der Molybdänoxid-Partikelbildung (aus MoF6) übertragen. Bei der Eisenoxidsynthese konnte damit das Auftreten von intermediären Eisen-Nanopartikeln kurz oberhalb des Brenners gezeigt werden. Im Falle von Wolframoxid wurde erstmals ein schrittweises Clusterwachstum – bis (WO3)38 – gezeigt, bei dem größere Cluster auf Kosten kleinerer Cluster entstehen. Durch den Einsatz einer gepulsten Vakuum-UV-Lampe konnte hierbei demonstriert werden, dass die mittels Elektronenstoßionisation erhaltenen Clusterverteilungen keine Fragmente oder mehrfach geladene Cluster enthalten. Mit einer Schwingquarzmikrowaage wurde eine 20 %-ige Aufladungswahrscheinlichkeit für die mit steigendem Abstand zum Brenner entstehenden WO3-Nanopartikel bestimmt. Bei dem Bildungsprozess von Molybdänoxid konnte ebenfalls ein sequenzielles Clusterwachstum gezeigt werden. Die Untersuchungen konnten jedoch noch nicht abgeschlossen werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Mass spectrometric analysis of clusters and nanoparticles during the gas-phase synthesis of tungsten oxide. Proc. Combust. Inst. 37 (2017) 1241
S. Kluge, H. Wiggers and C. Schulz
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Gas-phase synthesis of functional nanomaterials: Challenges to kinetics, diagnostics, and process development, 27th International Combustion Institute 2018, Dublin, Irland
C. Schulz, T. Dreier, M. Fikri, H. Wiggers
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Investigation of (MoO3)x cluster and molybdenum oxide nanoparticle formation using time-of-flight mass spectrometry, in 8. NRW Nano-Konferenz 2018, Dortmund, Deutschland
S. Kuns, C. Schulz, H. Wiggers
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Investigation of (MoO3)x cluster and molybdenum oxide nanoparticle formation using time-of-flight mass spectrometry, MRS Fall Meeting 2018, Boston, USA
S. Kuns, C. Schulz, H. Wiggers
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Synthesis of functional nanomatierials in the gas phase, Aerosol Technology 2018, Bilbao, Spanien
H. Wiggers, T. Dreier, I. Wlokas, C. Schulz
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Formation and Growth of (MoO3)n Clusters in the Gas Phase Measured with Time-of-Flight Mass Spectrometry, in MRS Fall Meeting 2019, Boston, USA
S. Kuns, C. Schulz, H. Wiggers
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Gas-phase synthesis of functional nanomaterials: Challenges to kinetics, diagnostics, and process development, Proc. Combust. Inst. 37 (2019) 83
C. Schulz, T. Dreier, M. Fikri, H. Wiggers
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Untersuchung von intermediären Clustern bei der Nanopartikelbildung von Molybdänoxid in einem Niederdruck-Flammenreaktor mittels Flugzeit-Massenspektrometrie, in 29. Deutscher Flammentag 2019, Bochum, Deutschland
S. Kuns, H. Choi, C. Schulz, H. Wiggers
