Zur bipolaren Aufladung und definierten Synthese von nanoskaligen Aerosolen
Creators: name: Tigges, Lena
Publisher: name: Universität Paderborn
Year: 2024

description: In dieser Arbeit wurden zwei innovative Themenbereiche der Aerosol- Nanotechnologie erarbeitet. Zum einen aus dem Bereich der Partikelsynthese und zum anderen der Partikelmesstechnik. Die Forschung an Nanoverbundwerkstoffen ist eine innovative Schlüsseltechnologie. Hierfür ist es notwendig, Nanopartikeln in Abhängigkeit ihrer Größe und Form in ausreichender Menge definiert herstellen zu können. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Syntheseanlage, die mittels Hochtemperaturofen definierte Partikeln mit Produktionsraten im Bereich bis zu 1 g/h herstellt. Hierfür wurde ein Scale-Up aus einer bereits bekannten Anlagen durchgeführt. Es ist gelungen, Partikeln herzustellen, deren Größe, mithilfe der Anlagenparameter beeinflusst werden kann. Außerdem wurden Potentiale identifiziert, deren Bearbeitung zu einer homogeneren Partikelgrößenverteilung führt. Zur Anlagenoptimierung ist die Überwachung und somit die Partikelmesstechnik elementar. Die wichtigste Methode im Bereich nanoskaliger Aerosole ist die Mobilitätsanalyse, die Messabweichungen von ca. 10% aufweisen kann. Ziel war es, den Umgang mit dem Messprinzip zu optimieren, indem man die Ursachen für diese Abweichungen spezifiziert und den Abweichungsbereich weiter quantifiziert. Es wurde gezeigt, dass die Ioneneigenschaften des Trägergases die wesentlichen Ursachen sind. Die Auswirkungen auf das Messergebnis in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen wurden detailliert dargestellt. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass der sogenannte Downstream-Effekt keine signifikanten Auswirkungen auf das Messergebnis hat. Die letzte Untersuchung zeigt, wie die Vergleichbarkeit von Messergebnissen mit verschiedenen Auflademethoden erhöht werden kann.
description: In this work, two innovative topics of aerosol nanotechnology were elaborated. One is from the field of particle synthesis and the other is particle measurement technology. Research on nanocomposites is an innovative key technology. For this purpose it is necessary to be able to produce nanoparticles in a defined way depending on their size and shape in sufficient quantities. This work is concerned with the development of a synthesis system that uses a high-temperature furnace to produce defined particles with production rates in the range of up to 1 g/h. For this purpose, a scale-up from an already known plant was carried out. It was possible to produce particles whose size can be influenced by the plant parameters. In addition, potentials were identified whose processing leads to a more homogeneous particle size distribution. For plant optimization, monitoring and thus particle measurement technology is elementary. The most important method in the field of nanoscale aerosols is mobility analysis, which has a deviation of about 10 %. The aim was to optimize the handling of the measurement principle by specifying the causes for this deviation range and to further quantify the deviation range. It was shown that the ion properties of the carrier gas are the main causes. The effects on the measurement result as a function of the ambient conditions were illustrated in detail. It was also demonstrated that the so-called downstream effect has no significant effect on the measurement result. The last investigation shows how the comparability of measurement results with different charging methods can be increased.