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Thermodynamik der Mischphasen und Grenzflächen

Prof. Dr. habil. Grit Kalies, Dr. Mandy Klauck, Prof. Dr. habil. Jürgen Schmelzer

Grenzflächenthermodynamik

Forschungsschwerpunkte:

  • Thermodynamik der Adsorption an Grenzflächen
  • Texturelle und energetische Charakterisierung von porösen und/oder dispersen Festkörpern (Aktivkohlen, Zeolithe, Kohlenmolekularsiebe, MOFs etc.) mit Methoden wie Gas- und Flüssigphasenadsorption, Kalorimetrie, Quecksilberporosimetrie, Pyknometrie, geschwindigkeitsprogrammierte Thermodesorption (CRTA)
  • Vorausberechnung der Mehrkomponentenadsorption
  • Konstruktion von Flüssigphasenadsorptionsanlagen
  • Modellentwicklung zur Auswertung von Gas- und Flüssigphasenadsorptionsisothermen
  • Weiterentwicklung der phänomenologischen und statistischen Thermodynamik

Mischphasenthermodynamik

Thermische Stofftrennverfahren sind ein wichtiger Bestandteil vieler Produktionsverfahren in der chemischen Industrie. Die klassischen Stofftrennprozesse, wie Destillation, Rektifikation und Extraktion, laufen unter vielstufiger Einstellung von Gleichgewichten zwischen zwei oder mehr fluiden Phasen ab. Für die technische Realisierung von thermischen Stofftrennverfahren sind genaue Kenntnisse über die Phasengleichgewichte der beteiligten Stoffe erforderlich. Die Bestimmung von Phasengleichgewichtsdaten ist sehr kostenintensiv, außerdem werden die Daten für weite Temperatur- und Druckbereiche benötigt. Daher besteht neben der experimentelle Bestimmung von Phasengleichgewichtsdaten die Aufgabenstellung, Berechnungsmodelle zu entwickeln und zu testen, mit denen die benötigten Informationen zuverlässig gewonnen werden können.


Experimentelle Untersuchung von

Modellierung und Vorausberechnung von Phasengleichgewichten

  • Aktivitätskoeffizientenmodelle: Redlich-Kilster, Wilson, NRTL, UNIQUAC
  • Gruppenbeitragsmethoden: UNIFAC, Modifiziertes UNIFAC
  • Zustandsgleichungen: GC-EOS, MHV2, PSRK
  • Assoziationsmodelle: Brandani, ESD-EOS

Aktuelle Forschungs- und Industrieprojekte:

Studien zur Gasadsorption an porösen Festkörpern: die energetische Heterogenität und verbesserte Isothermeninterpretation (DFG, KA 1560/6-1, bis 10/2015)

Poröse Materialien für die Flüssigphasenadsorption und weitere Anwendungen (BMBF, 04FH041PX4, 8/2015-7/2018)

Texturelle Charakterisierung von Bohrkernen für die Erdgasförderung (Industrie)

Phasengleichgewichte flüssiger Mischungen mit Beteiligung von Festkörpern und Gasphasen (DFG, KL 2907/2-1, 9/2016-8/2019)

 

Liste der letzten Abschlussarbeiten:

Elisa Volkmann: Texturelle Charakterisierung und Anwendungspotential von mikroporösen Festkörpern wie MOFs und Zeolithen, Masterarbeit, HTW Dresden, 2015.

Thomas Hähnel: Charakterisierung von porösen Materialien mittels adsorptiver Methoden, Masterarbeit, HTW Dresden, 2015.

Robert Zaunick: Messung und Modellierung des Flüssigkeit-Dampf-Gleichgewichtes in binären Systemen mit Pyridin und Piperidin, Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2015.

Sebastian Storch: Texturelle Charakterisierung von metallorganischen Gerüstverbindungen und anderen porösen Materialien mittels Adsorptionsvolumetrie, Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2015.

Thomas Hähnel: Messung und Vorausberechnung des Flüssigkeit-Dampf-Gleichgewichts im ternären System Cyclohexanol + Cyclohexylamin + Octan, Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2014.

Sandra Richter: Bestimmung der UNIFAC-Gruppenbeitragsparameter für die Wechselwirkungen der Aminogruppe am cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff (c-CHNH2) mit der Hydroxylgruppe, Masterarbeit, HTW Dresden, 2013.

Elisa Volkmann: Texturelle Charakterisierung von nanoporösen Materialien mittels Adsorptionsvolumetrie, Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2013.

Sandra Richter: Messung und Vorausberechnung des Flüssigkeit-Dampf-Gleichgewichts in dem ternären Sytem Wasser, Cyclohexan, Cyclohexanol, Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2012.

Tanja Jasinowski: Messung und Vorausberechnung von Phasengleichgewichten im ternären System aus Wasser, Methylcyclohexan und Anilin. Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2011.

Christian Nowka: Messung und Vorausberechnung von Flüssigkeit-Dampf-Gleichgewichten im ternären System aus Wasser, Toluen und Cyclohexanol. Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2011.

Marie Priemer: Messung und Vorausberechnung des Flüssig-Flüssig-Gleichgewichts im quaternären System Wasser, n-Heptan, Cyclohexanol und Cyclohexylamin, Bachelorarbeit, HTW Dresden, 2011.

 

Liste der kooperativen Dissertationen

C. Reichenbach: Poröse Glaskugeln als Modellsysteme für die Gasadsorption: Herstellung, Untersuchung von Sorptionsmechanismen und vergleichende Charakterisierung, Universität Leipzig, 2014.

A. Martin: Phasengleichgewichte in komplexen Modellsystemen aus Phenolen, Kohlenwasserstoffen und Wasser, TU Dresden, 2014.

M. Klauck: Untersuchung der Phasengleichgewichte in Systemen mit assoziierenden Komponenten, TU Dresden, 2009.

A. Grenner: Thermodynamische Untersuchungen von Phasengleichgewichten in komplexen Systemen mit assoziierenden Komponenten, TU Dresden, 2006.

 

 

Aktualisiert: 06.09.2016  |  Autor: M. Klauck