NMR-Untersuchungen und theoretische Ansätze zur Korrelation des Diffusionsverhaltens in komplementären Porenräumen

核磁共振研究和理论方法关联互补孔隙空间中的扩散行为

• 批准号: 117267513
• 负责人: Professor Dr. Armin Bunde
• 金额: --
• 依托单位: Abteilung Grenzflächenphysik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/117267513?language=en
• 关键词: NMR; Untersuchungen; und; theoretische; Ans

Jüngste Erfolge der Synthesechemie erlauben die Herstellung inverser Replikate nanoporöser Materialien, in denen die Feststoffmatrix des einen Materials gerade den Porenraum des anderen Materials darstellt, diese Materialien also zueinander komplementäre Porenräume besitzen. Die als Nanocasting bezeichnete Möglichkeit zur Herstellung solcher Strukturen eröffnet einen völlig neuen Zugang zur Schaffung nanostrukturierter poröser Materialien und zu deren Anpassung an die Erfordernisse ihrer jeweiligen technischen Applikation in Adsorption, Katalyse, Sensorik oder als Wirtsystem für opto-elektronische Bauelemente. Da in vielen dieser Anwendungen die Transportgeschwindigkeit der Gastmoleküle für deren Effizienz entscheidend ist, führt diese neue Qualität im Spektrum nanoporöser Materialien allein schon aus praktischen Erwägungen zu der Fragestellung nach Korrelationen im Diffusionsverhalten in komplementären Porenräumen. Der besondere, grundlagentheoretische Reiz dieser Aufgabe besteht in der Fragestellung, unter welchen Bedingungen auch für das Diffusionsverhalten eine - dem Babinetschen Theorem der Streutheorie vergleichbare, wenn auch vermutlich weitaus kompliziertere - Relation zur Beschreibung des Einflusses der Invertierung von Strukturen auf die resultierenden Messgrößen zu erwarten ist. Zur Bearbeitung haben sich zwei Gruppen zusammengefunden, deren Expertise auf den entscheidenden Teilaspekten der Aufgabenstellung liegt, nämlich der Vorhersage und der Messung von Diffusionserscheinungen in komplexen Systemen. Das Projekt umfasst zwei, zunächst relativ eigenständig nebeneinander stehende, Aufgabenkomplexe. Einerseits sollen in experimentellen Arbeiten, vorwiegend mittels PFG NMR, solche, dem aktuellen Stand der Synthesetechnik entsprechende, Material-Paare mit komplementären Porenstrukturen ausgewählt und hinsichtlich ihres Diffusionsverhaltens systematisch untersucht werden, die für beide Systeme bestmögliche Messbedingungen erlauben. Tragende Säulen für diese Arbeiten sind die eigenen Erfahrungen beim Einsatz der PFG NMR-Diffusionsmesstechnik für poröse Materialien und die Kooperation mit dem MPI für Kohlenforschung Mülheim und dem Institut für Technische Chemie der Universität Halle-Wittenberg zur Sicherung der Materialbasis. Andererseits werden in theoretischen Arbeiten, in den gleichermaßen analytische Ansätze und dynamische Simulationen zum Einsatz kommen, die Korrelationen des Random Walk in komplementären Räumen untersucht und die (topologischen) Bedingungen spezifiziert, unter denen diese Korrelationen zu besonders einfachen Beziehungen führen.

jngste Erfolge der Synthesechemie erlauben die Herstellung inverse Replikate nanoporöser Materialien, in denen die Feststoffmatrix des einen Materials gerade den Porenraum des anderen Materials darstellt， disese Materialien也zueinander komplementäre Porenräume besitzen。纳米铸造技术在吸附、催化、传感、光电子系统中的应用：Möglichkeit zur Herstellung solcher Strukturen eröffnet einen völlig neuen Zugang zur Schaffung nanostrukturierter poröser[1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1]在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国，在德国。Zur Bearbeitung habich Gruppen zusammengefunden, deren Expertise auden entscheiden Teilaspekten der Aufgabenstellung light, nämlich der Vorhersage and der Messung von Diffusionserscheinungen in complexen Systemen。Das Projekt unfastzwei, zunächst relativ eigenständig nebeneinander stehende, aufgabencomplex。研究方向：实验方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学化学方向：化学。trengee Säulen fzr diese arbeen sind die eigenen Erfahrungen bem Einsatz der PFG NMR-Diffusionsmesstechnik f<e:1> r poröse材料与模具合作麻省理工学院MPI fzr Kohlenforschung m<e:2> lheim和德国技术化学研究所<s:1> Halle-Wittenberg zur Sicherung der Materialbasis。Andererseits werden in theortischen Arbeiten, in den gleichermaßen analytische Ansätze und dynamische Simulationen zum Einsatz kommen, die Korrelationen des Random Walk in komplementären Räumen untersucht und die (topologischen) Bedingungen spezifiziert, under denen diese Korrelationen zu besonders einfachen Beziehungen fhren。

项目成果

Structure-correlated diffusion anisotropy in nanoporous channel networks by Monte Carlo simulations and percolation theory

通过蒙特卡罗模拟和渗透理论研究纳米多孔通道网络中结构相关的扩散各向异性

• DOI: 10.1140/epjb/e2017-80145-1
• 发表时间: 2017
• 期刊: The European Physical Journal B
• 作者: D. Kondrashova;R. Valiullin;J. Kärger;A. Bunde
• 通讯作者: A. Bunde

Mesopore‐Promoted Transport in Microporous Materials

介孔——促进微孔材料中的传输

• DOI: 10.1002/cite.201500037
• 发表时间: 2015
• 期刊: Chemie Ingenieur Technik
• 影响因子: 1.9
• 作者: D. Schneider;D. Kondrashova;R. Valiullin;A. Bunde;J. Kärger
• 通讯作者: J. Kärger

Exploring the hierarchy of transport phenomena in hierarchical pore systems by NMR diffusion measurement

• DOI: 10.1016/j.micromeso.2012.06.049
• 发表时间: 2012-12-01
• 期刊: MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Mehlhorn, Dirk;Valiullin, Rustem;Ryoo, Ryong
• 通讯作者: Ryoo, Ryong

Diffusion in complementary pore spaces

扩散到互补的孔隙空间

• DOI: 10.1007/s10450-016-9792-y
• 发表时间: 2016
• 期刊: Adsorption
• 影响因子: 3.3
• 作者: D. Mehlhorn;D. Kondrashova;C. Küster;D. Enke;T. Emmerich;A. Bunde;R. Valiullin;J. Kärger
• 通讯作者: J. Kärger

Transport in Nanoporous Materials Including MOFs: The Applicability of Fick's Laws.

• DOI: 10.1002/anie.201506954
• 发表时间: 2015-11
• 期刊: Angewandte Chemie
• 作者: T. Titze;Alexander Lauerer;L. Heinke;C. Chmelik;Nils E. R. Zimmermann;F. Keil;D. Ruthven;J. Kärger