Photophoretische Kreuzstrom-Separation von ultrafeinen Kolloiden

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Kreuzstromtrennungsmethoden sind in der Analytischen Chemie für die Partikelfraktionierung im Größenbereich von 3nm bis etwa 500 nm bereits im Einsatz. Zahlreiche Problemfeler der Umweltanalytik benötigen eine schnelle und schonende Größenfraktionierung als erste Maßnahme der gezielten Probenahme oder zur Bestimmung der Größenverteilung. Typische Anwendungsbereiche sind die Erzeugung und Charakterisierung von Aerosolen und Hydrosolen. Kreuzstromtrennungen besitzen das Potenzial zur kontinuierlichen Separation. Bislang applizierte orthogonale Kraftkomponenten sind Coloumbkraft, Temperaturgradient, hydrodynamisches Kraftfeld und Gravitation. Diese üben wenig materialspezifische Wechselwirkungen aus. Neben der unspezifischen Partikeltrennung wäre aber für zahlreiche Anwendungen eine stoffabhängige Kraftausübung wünschenswert. Es soll daher die Photophorese als Trennprozess für die Partikeltrennung von Aerosolen und Hydrosolen im Größenbereich von 3nm bis 500nm untersucht und charakterisiert werden. Die Ergebnisse könnten sowohl vom mikro- bis zum makroskaligen Trennprozess Anwendung finden (Zellsuspensionen, Pigmente, Huminstoffe, Bioaerosole, Abgasaerosole). Die erfolgreiche Partikeltrennung kann im günstigen Fall als Anreicherungsschritt mit einem nachfolgenden Stoffbestimmungsverfahren verknüpft werden. Im Aerosolbereich gelänge so die Identifizierung und Sortierung intern gemischter Aerosolpartikel nach einem vorhergehenden elektrostatischen Klassifizierprozess. Im Fall der Hydrosole eröffnet sich bei Kopplung der Fluss-Feldfluss-Fraktionierung mit der photophoretischen Separation eine Alternative zur magnetischen Separation (nach Labeling).