Theoretical study on the dynamics of interfacial properties (interface tension, concentration profile, transport) between partially miscible liquids

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Die dynamischen Grenzflächeneigenschaften, insbesondere die Grenzflächenspannung und die Konzentrationsprofile, die mit dem Stofftransport und der gegenseitigen Löslichkeit beider Flüssigkeiten verbunden sind, spielen bei extraktiven Trennprozessen eine entscheidende Rolle. Gegenstand dieses Forschungsvorhabens soll die theoretische Behandlung der Diffusion über die Phasengrenze beim Kontakt zweier partiell mischbaren Flüssigkeiten im binären System auf der Basis des Landau-Ginsburg Funktionals sein. Dieses Funktional erlaubt sowohl die Berücksichtigung der Aktivitäten eines Stoffes durch ein Aktivitätskoeffizientenmodell als auch die Berücksichtigung des Konzentrationsgradienten in der Grenzschicht durch einen Cahn-Hillard Term. Das theoretische Konzept soll neben den bulk-Eigenschaften und den Grenzflächeneigenschaften im thermodynamischen Gleichgewicht, die zeitabhängige Grenzflächeneigenschaften im thermodynamischen Gleichgewicht, die zeitabhängige Grenzflächenspannung und die Molenbrüche der Komponenten als Funktion des Ortes sowie der Zeit, und somit Aussagen über die Anreicherung an der Grenzschicht und den Stofftransport durch die Grenzschicht mit fortschreitender Zeit liefern. Die experimentelle Bestimmung der dynamischen Grenzflächenspannung mit der Methode des hängenden Tropfens oder mit der Druck-Volumen Methode gestattet die theoretischen Ergebnisse zu überprüfen.