Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Auslegung von selektiven Adsorbern für die Detektion in der Gasphase

 

 

Motivation

Aufgrund des extremen Risikopotentials chemischer, biologischer, radiologischer, nuklearer und explosiver Gefahrstoffe kommt ihrer Detektion in allen Sicherheitsforschungsprogrammen eine besondere Aufmerksamkeit zu. Bei der Bandbreite der möglichen Gefahrstoffe sind trotz der intensiven Forschung der letzten Jahre Detektionsprobleme bis heute nicht zufriedenstellend gelöst. Detektoren für chemische Gefahrstoffe müssen so konzipiert sein, dass sie schnell eine Vielzahl von möglichen Gefahrstoffen identifizieren können. Eine ganz besondere Bedeutung kommt hier berührungslosen Methoden zu, da sie potenziell unbemerkt und risikolos eingesetzt werden können.

Durch den Zwischenschritt einer Anreicherung auf einen für den Anwendungsfall ausgelegten Adsorbermaterial lassen sich Probleme hinsichtlich Sensitivität und Selektivität der Detektionssysteme lösen. Da in den meisten Anwendungsfällen mehrere Zielsubstanzen detektiert werden müssen besteht die Möglichkeit die Bandbreite an Substanzen durch eine Kombination von verschiedenen Adsorbermaterialien anzureichern. Die Auslegung von solchen Adsorbern für Detektionsaufgabe ist in der Literatur unzureichend beschrieben und soll in den Abschlussarbeiten systematisch untersucht werden.

Aufgabenstellung

  • Modellierung von Verteilungskoeffizienten
    • Literaturrecherche zu bestehenden Modellen für Verteilungskoeffizienten.
    • Experimentelle Bestimmung des Gleichgewichts zwischen Zielsubstanzen und Adsorbern mittels iGC (inverser Gas Chromatographie).
    • Anpassung bestehender Modelle zur Beschreibung und Vorhersage des Verteilungskoeffizienten mit den ermittelten iGC Daten.
  • Untersuchung des Einflusses der Kinetik für den Einsatz von Adsorbern
    • Literaturrecherche zum Thema Kinetik in Adsorptionsprozessen.
    • Experimentelle Bestimmung des Verteilungskoeffizienten unter idealen Bedingungen mittels iGC.
    • Experimentelle Bestimmung des Verteilungskoeffizienten unter realen Bedingungen mit Durchbruchskurven.
  • Bewertung von Multiadsorberschaltungen o Entwicklung einer Methodik zur Betrachtung von einzelnen Prozessschritten im Multiadsorber.
    • Vergleich verschiedener Multiadsorberschaltungen.
    • Modellierung der einzelnen Prozesse im Multiadsorber.

Voraussetzung

Studiengang Chemie (FH/UNI), Chemieingenieurwesen oder geeignetes/angrenzendes Fach mit fundierten chemischen Kenntnissen und Interesse an experimentellen Laborarbeiten.

Beginn

nach Absprache