Physikalische Rekonstruktion von Kieselgelmonolithen in Kapillarformat und direkte Simulation von Strömung und Stofftransport auf Porenebene

毛细管形式硅胶整体的物理重建以及孔隙水平流动和质量传递的直接模拟

• 批准号: 199929945
• 负责人: Professor Dr. Ulrich Tallarek
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Analytische Chemie und Radiochemie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/199929945?language=en
• 关键词: Physikalische; Rekonstruktion; von; Kieselgelmonolithen; Kapillarformat

Durch eine bisher einzigartige Kombination aus physikalischer Rekonstruktion (mithilfe konfokaler Lasermikroskopie), statistischer Analyse des rekonstruierten Porenraumes (ortsaufgelöste Porositäts- und Chordlängenverteilungen; k-Gamma-Funktion), dreidimensionaler Modellierung von Strömung und Stofftransport auf Porenebene (auf einer High-Performance Computing-Plattform), sowie experimentellen makroskopischen Feldstudien werden systematisch die zentralen Morphologie-Transport-Beziehungen für Kieselgelmonolithen in Kapillarformat entschlüsselt. Dabei stehen zwei Kernprobleme im Vordergrund, die seit Jahren zu einer Stagnation in der Entwicklung von leistungs- und konkurrenzfähigeren Monolithen verglichen mit partikulären Festbetten geführt haben. Zum einen handelt es sich um die Wandanbindung, die durch die Schrumpfung der Monolithen bei ihrer Herstellung verheerende Konsequenzen für die laterale Heterogenität und resultierende chromatographische Trenneffizienz in der Praxis nach sich zieht. Zum anderen geht es um die systematische Verkleinerung der Makroporendimensionen, ebenfalls mit dem Ziel, chromatographische Performance dieser Materialien deutlich zu steigern. Beide Kernprobleme erfordern die grundlegende Charakterisierung der Morphologie-Transport-Beziehungen bei systematisch veränderten Synthesebedigungen. Die in diesem Projekt zum Einsatz kommenden nicht-klassischen Ansätze, insbesondere ihre komplementären Einblicke, erarbeiten richtungsweisende Korrelationen und geben damit entscheidende Impulse für nachhaltige Synthesestrategien.

基于物理重建的双极单极组合（mithilfe konfokaler Lasermikroskopie），statistischer Analyse des rekonstruierten Porenraumes（ortsaufgelöste Porositäts- und Chordlängenverteilungen; k-γ-函数），多孔介质上的应力和Stofftransport三维模型（在一个高性能计算平台上），sowie experimentellen makroskopischen Feldstudien韦尔登系统化研究了Kapillarform entschlüsselt中的zentralen形态学-运输-Beziehungen für Kieselgelmonolithen。Dabei stehen zwei Kernprobleme im Vordergrund，die seit Jahren zu einer Stagnation in der Entwicklung von leistungs- und konkurrenzfähigeren Monolithen verglichen mit partikulären Festbetten geführt haben. Zum einen handelt es sich um die Wandanbindung，die durch die Schrumpfung der Monolithen bei hrer Herstellung verheerende Konsequenzen für die laterale Heterogenität and resultierende chromatographische Trennefizienz in der Praxis nach sich zieht.因此，它是一种系统的大孔尺寸检测方法，与德国的Ziel色谱性能相结合。在系统化的综合研究中，发现了形态-运输-边界特征的基本问题。Die in diesem Projekt zum Einsatz kommenden nicht-klassischen Ansätze，insbesondere ihre komplementären Einblicke，erarbeiten richtungsweisende Korrelationen und geben damit entscheidende Impulse für nachhaltige Synthesestrategien.

项目成果

Analytical silica monoliths with submicron macropores: current limitations to a direct morphology-column efficiency scaling.

具有亚微米大孔的分析二氧化硅整体：直接形态柱有效缩放的当前限制

• DOI: 10.1016/j.chroma.2013.08.087
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of chromatography. A
• 作者: K. Hormann;U. Tallarek
• 通讯作者: U. Tallarek

Morphological analysis of disordered macroporous-mesoporous solids based on physical reconstruction by nanoscale tomography.

基于纳米断层扫描物理重建的无序大孔-介孔固体形态分析

• DOI: 10.1021/la502381m
• 发表时间: 2014
• 期刊: Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
• 作者: D. Stoeckel;C. Kübel;K. Hormann;A. Höltzel;B. M. Smarsly;U. Tallarek
• 通讯作者: U. Tallarek

Comparison of first and second generation analytical silica monoliths by pore-scale simulations of eddy dispersion in the bulk region.

• DOI: 10.1016/j.chroma.2013.06.039
• 发表时间: 2013-08
• 期刊: Journal of chromatography. A
• 作者: D. Hlushkou;Kristof Hormann;A. Höltzel;S. Khirevich;A. Seidel-Morgenstern;U. Tallarek

Morphological Analysis of Physically Reconstructed Silica Monoliths with Submicrometer Macropores: Effect of Decreasing Domain Size on Structural Homogeneity.

具有亚微米大孔的物理重建二氧化硅整体的形态分析：减小域尺寸对结构均匀性的影响

• DOI: 10.1021/la5046018
• 发表时间: 2015
• 期刊: Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
• 作者: D. Stoeckel;C. Kübel;M. O. Loeh;B. M. Smarsly;U. Tallarek
• 通讯作者: U. Tallarek