Mechanistic Study of Particle Formation from Burning Droplets

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Die Flame Spray Pyrolysis (FSP) ist eine viel versprechende und vielseitige Technik zur Synthese von Nano-Partikel-Materialien, die ein breites Spektrum von Prozessbedingungen bietet. Doch je nach der Art und Formulierung des verwendeten flüssigen Precursors führt der Prozess nicht immer zu einer gewünschten homogen Partikelmorphologie, sondern es entstehen Partikeln, die erheblich zu groß oder sogar hohl sind. Im Rahmen der Voruntersuchungen zu diesem Projekt haben wir festgestellt, dass Reaktionen und Ausfällungen in einem brennenden Tropfen zu diesem Problem führen können und dass dies möglicherweise mit der hohen Wasserlöslichkeit der verwendeten Lösungsmittel korreliert. Dieses Problem wird eventuell auch durch absorbieren Wasserdampf aus der Gasphase verstärkt. Zur Untersuchung der formulierten Hypothese wollen wir systematische Untersuchungen an einzelnen brennenden Tropfen vornehmen, die mittels eines piezoelektrischen Generators erzeugt werden. Zur Tropfencharakterisierung soll die Fringe-Counting-Methode eingesetzt werden und zur Messung des Brechungsindexes im Prozess die Regenbogentechnik. Beide Methoden sollen entsprechend erweitert wird, um Informationen über Ausfällungen in einem Tropfen zu erhalten. Mit dem Ziel, schließlich ein qualitatives Modell der Flame Spray Pyrolysis zu entwickeln, sollen systematisch Experimente durchgeführt werden, um in die Wirkung der Tropfengröße, Wasserlöslichkeit, Precursor-Konzentration und anderer wichtiger Parameter zu beschreiben.