Entwicklung und Untersuchung grenzflächenaktiver Zinkrizinoleat-Komplexe zur Adsorption von Schadstoffen aus der Gasphase

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Dissertation_Gordon_Thie.pdf25.02.2010 12:13:057,91 MB
Im Rahmen dieser Arbeit wurde gefunden, dass Zinkrizinoleat in Verbindung mit polyfunktionellen Carbonsäure- und Phosphonsäure-Verbindungen – insbesondere der Tetranatriumsalze von Hydroxyethan-Diphosphonsäure, Iminodisuccinat und dem Trinatriumsalz der Methyglycin-diessigsäure - wasserlösliche und grenzflächenaktive Komplexe ausbildet, die die Adsorption von nukleophilen Schadstoffen wie Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Ethylmercaptan ermöglichen. Darüber hinaus wurde das Bindungsvermögen von Zinkrizinoleat, welches gelöst in primären Alkohol vorlag, ermittelt und mit denen des wässrigen Systems verglichen. Es zeigte sich, dass das alkoholische Zinkrizinoleat-System ein höheres Bindungsvermögen als das wässrige Zinkrizinoleat-System erreichte. Der Vergleich der Adsorption von Schadstoffen an Zinkionen aus Zinkchlorid in wässrigen Lösungen zeigte ein im Vergleich zum wässrigen Zinkrizinoleat-System zu vernachlässigendes Bindungsvermögen. Hier spielt die Hydratation von Zinkionen in wässriger Lösung eine große Rolle. Durch das in wässriger Lösung am Zink gebundene Wasser als Hydratschicht, ist das Zink durch Nukleophile Schadstoffe nicht mehr zugänglich und es kommt zu keiner bzw. nur einer geringen Adsorption. Die Adsorption von Schadstoffen an von in primärem Alkohol gelösten Zink-Ionen zeigte ein vergleichbares Bindungsvermögen zum alkoholischen Zinkrizinoleat-System. Im Gegensatz zum wässrigen System findet hier die Bildung von Zink-Ethanol-Bindungen statt. Ethanol ist ein relativ schlechter Ligand, der von Nukleophilen sehr leicht verdrängt werden kann. Im Gegensatz zum wässrigen System sind Adsorptionsreaktionen am Zink innerhalb alkoholischer Lösungen also durch die Koordination von Lösungsmittelmolekülen behindert. Aufgrund der durchgeführten Molecular-Modelling-Simulationen zeigte sich, dass das Iminodisuccinat mit einer Carboxylat-Gruppe am Zink des Zinkrizinoleats koordiniert und so eine wasserlösliche und grenzflächenaktive Metallkomplex-Verbindung entstand. Mit Hilfe der Kenntnis aus den Molecular-Modelling-Simulationen konnte ferner ein daraus resultierender Adsorptionsmechanismus ermittelt werden. Messungen des dynamischen Kontaktwinkels konnten die Grenzflächenaktivität des entwickelten Zinkrizinoleat-Komplexes beweisen. Die durchgeführten Trocknungsversuche des wässrigen sowie des alkoholischen Zinkrizinoleat-Systems sowie die mit den trockenen Substanzen durchgeführten Adsorptionsversuche zeigten eine zwingende Unerlässlichkeit für die Anwesenheit eines Lösungsmittels, ohne welches keinerlei Bindungsvermögen der Schadstoffe am Zinkrizinoleat feststellbar war. Erklärbar ist dies dadurch, dass nur durch Anwesenheit eines Lösungsmittels wie Wasser im Zinkrizinoleat/Komplexbildner-System ein grenzflächenaktiver Komplex gebildet wird, mit dem es möglich ist, Nukleophile aus der Gasphase zu binden. Mit Hilfe der ATR-Spektroskopie wurde darüber hinaus gefunden, dass durch Trocknung des wässrigen Zinkrizinoleat/Komplexbildner-Systems wieder die Edukte entstehen. Damit konnte die mögliche Entstehung eines Zn2+/Komplexbildner-Systems und damit die Zerstörung der Verbindung des Zinkrizinoleats ausgeschlossen werden. Weiterführende Untersuchungen des dynamischen Kontaktwinkels sowie der Oberflächenspannung des Zinkrizinoleat/Komplexbildner-Systems untermauern diese Ergebnisse.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Chemie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie » 546 Anorganische Chemie
Stichwörter:
Zinkrizinoleat
Beitragende:
Prof. Dr. Schmid, Günter [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Rehage, Heinz [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
22.02.2010
Dokument erstellt am:
25.02.2010
Promotionsantrag am:
04.01.2010
Dateien geändert am:
15.02.2013
Medientyp:
Text