Transport properties of near- and supercritical fluids in mesopores probed by the pulsed field gradient NMR method

• Applicant: Professor Dr. Jörg Kärger
• Subject Area: Physical Chemistry of Solids and Surfaces, Material Characterisation
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 51913659

Überkritische Flüssigkeiten (SCF) sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen chemischen Industrie. Jedoch ist ihr optimaler Gebrauch mit porösen Festkörpern immer noch teilweise eingeschränkt wegen des unzureichenden Wissens über ihr Verhalten in Poren. Im Besonderen betrifft dies das Verstehen und die Vorhersage der Transporteigenschaften von SCF in kleinen Poren. Dazu gibt es bisher kaum relevante experimentelle Untersuchungen. Unsere Vorarbeiten zur Anwendung der NMR auf die Untersuchung von SCF in mesoporösen Materialen zeigen das große Potenzial dieser Methode, um verschiedene neue Aspekte aufzuklären. So wurden mit Hilfe der PFG NMR zum ersten mal die molekularen Selbstdiffusionskoeffizienten von SCF in Mesoporen gemessen. Die Temperaturabhängigkeiten der gemessenen Diffusivitäten bestätigen einen Phasenübergang zur überkritischen Phase in den Poren weit vor dem der freien Flüssigkeit. Wir erwarten, dass die Auswertung der Daten der Transporteigenschaften und Flüssigkeitsdichte ein konsistentes Bild der Eigenschaften von SCF in porösen Festkörper liefert. Diese Daten werden für die angewandten Wissenschaften gebraucht. Unabhängig von der großen praktischen Relevanz wird das Erforschen des Verhaltens von SCF in eingeschränkten Geometrien aber auch zu einem bessere Verständnis der Physik in mesoskopischen Systemen führen und so zur Klärung eines der fundamentalen Probleme der modernen Wissenschaft beitragen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Rustem Valiullin