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Bachelor-/Masterarbeit

Konzeptionierung und Aufbau eines optisch-zugänglichen Rohrreaktors zur Analyse der Strukturveränderung von Kohlenstoff-Nanopartikeln während der Oxidation


Kurzbeschreibung:

Hintergrund & Motivation. Die Reaktion von kohlenstoffhaltigen Nanopartikeln mit oxidativen Spezies ist für eine Vielzahl von technischen Anwendungen relevant. So wird die Oxidationsreaktion beispielsweise ausgenutzt, um die Kohlenstoff-Nanopartikeln im motorischen Brennraum, dem Abgastrakt oder dem Partikelfilter in CO, CO2 und H2O umzusetzen. Dies wird notwendig, soll die Exposition von Partikeln in die Atmosphäre verhindert werden.


Aufgabenstellung. Während der Reaktion der Partikeln mit oxidativen Spezies verändert sich deren Morphologie und innerer Aufbau sukzessive. Diese Arbeit widmet sich genau diesen veränderten Partikeleigenschaften. Primäres Ziel ist es, einen optisch-zugänglichen Rohrreaktor zu konzipieren und aufzubauen, der die partielle Oxidation von Referenz- oder Modellpartikeln mit verschiedenen Oxidationsmitteln erlaubt. Anschließend soll in ersten Validierungsversuchen die strukturelle Veränderung der Partikel nach unterschiedlichen Verweilzeiten mit Laserabsorptionsspektroskopie und Partikelmesstechnik untersucht werden. Es gilt folgende Arbeitspakete zu bearbeiten:

  • Konzeptionierung des optisch-zugänglichen Rohrreaktors und Auswahl geeigneter Komponenten und Bauteile.
  • Aufbau und Inbetriebnahme des Rohrreaktors.
  • Erste Validierungsversuche mit Referenz- und Modellrußpartikeln mit erprobter Laser- und Partikelmesstechnik. 
  • Auswertung und Interpretation der Daten hinsichtlich der Änderungen der Partikeleigenschaften und Vorgänge, die während der Oxidationsreaktion stattfinden.


Voraussetzungen: Bachelor- oder Masterstudent des Chemieingenieurwesens/Verfahrenstechnik. Freude an verfahrenstechnischen Fragestellungen und experimenteller Arbeit. Kenntnisse in Aerosol- oder Partikeltechnik können den Einstieg in die Arbeit erleichtern.

Beginn ab: 15. 04. 2020
Betreuer: M.Sc. Fabian Hagen
(eMail: Fabian.Hagen∂kit.edu )
Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis
(eMail: Dimosthenis.Trimis∂kit.edu )