Kapitel 2 Carbon Black - bei DuEPublico - an der Universität ...

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6.4 Austausch und Diffusion
6.4.1 Austauschprozesse
Kapitel 6
Die Selbstdiffusion der Xenonatome führt während des NMR-Experiments zu
Austauschprozessen zwischen energetisch unterschiedlichen Bereichen der Carbon
Black Strukturen. Die intraporösen Gasteilchen unterliegen dabei drei unterschiedlichen
Austauscheffekten, die die chemische Verschiebung und Halbwertsbreite der
Resonanzlinien nachhaltig beeinflussen (s. Abbildung 6.4-1):
1. Austausch zwischen adsorbiertem und freien Zustand innerhalb einer Pore
2. Austausch zwischen den einzelnen Poren
3. Austausch zwischen intra- und extraporösen Bereichen
Es ist anzunehmen, dass die Adsorptions- und Desorptionsvorgänge innerhalb einer Pore
oberhalb der kritischen Temperatur des Xenons so schnell sind, dass mit der 129 Xe-NMR-
Spektroskopie zwischen beiden Zuständen nicht unterschieden werden kann. Daher
liefert dieser Austauschprozess nur eine Resonanzlinie mit einer chemischen
Verschiebung δP im Schwerpunkt der einzelnen Resonanzsignale ohne Austausch, d. h.
der chemischen Verschiebung der adsorbierten (δA) und der in der Porenmitte
befindlichen Xenonatome (δM) (s. Prozess 1. in Abbildung 6.4-1).
δM
δA
3
2
1
Abb. 6.4-1 Austauschprozesse der Xenonatome in porösen Carbon Black Strukturen.
1. innerhalb einer Pore, 2. zwischen verschiedenen Poren, 3. zwischen intra- und
extraporösen Bereichen, 4. Adsorption und Desorption an der externen Oberfläche.
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