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

• Final Report Year: 2011

Final Report Abstract

Im Rahmen des vorliegenden Projektes gelang die Etablierung der PFG NMR-Diffusionsmesstechnik in dem Spektrum der zur Erforschung von Zustandsänderungen am kritischen Punkt eingesetzten Techniken. Damit konnte eine neue und sehr direkte Möglichkeit zur Identifizierung von Phasenübergängen am kritischen Punkt, nämlich über den Nachweis von Sprüngen in der Druck- bzw. Temperaturabhängigkeit des Selbstdiffusionskoeffizienten, geschaffen werden. Da auf diesem Wege bereits durch geringfügige Änderungen in den äußeren Bedingungen merkliche Änderungen im Diffusionsverhalten und damit in einer unmittelbar prozessrelevanten Größe erzielt und zugleich quantitativ erfasst werden können, sind diese neuen Möglichkeiten auch von Interesse für die Erforschung neuer Wege zur Prozessoptimierung bei der Stofftrennung und – wandlung mit mesoporösen Materialien. Diese Möglichkeiten stehen im Mittelpunkt weiterführender Arbeiten.

Publications

• Direct assessment of transport properties of supercritical fluids confined to nanopores, J. Am. Chem. Soc., 129 (2007) 10344
  Dvoyashkin, M., Valiullin, R., Kärger, J., Einicke, W.-D., and Gläser, R.
  
• Supercritical fluids in mesopores - new insight using NMR, Adsorption, 13 (2007) 197
  Dvoyashkin, M., Valiullin, R., and Kärger, J.
  
• "Diffusion of Supercritical Fluids in Mesoporous Materials Studied by PFG NMR", in: "Proceedings of the 11th European Meeting on Supercritical Fluids", 04-07 May 2008, Barcelona, Spain, J. Veciana, L.F. Vega, N. Ventosa, Edts., International Society for Advancement of Supercritical Fluids, Nancy (2008), Publication-Nr. OC-M-4 auf CD [ISBN 2-905267-55-0]
  M. Dvoyashkin, M.; Valiullin, R., Kärger, J., Gläser, R. and Einicke, W.-D.
  
• Understanding capillary condensation and hysteresis in porous silicon: Network effects within independent pores, Phys. Rev. E, 78 (2008) 060601
  Naumov, S., Khokhlov, A., Valiullin, R., Kärger, J., and Monson, P. A.
  
• Correlating phase behavior and diffusion in mesopores: Perspectives revealed by pulsed field gradient NMR, Phys. Chem. Chem. Phys., 11 (2009) 2833
  Valiullin, R., Kärger, J., and Gläser, R.
  
• Pulsed field gradient NMR study of surface diffusion in mesoporous adsorbents, Microporous Mesoporous Mat., 125 (2009) 58
  Dvoyashkin, M., Khokhlov, A., Naumov, S., and Valiullin, R.