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

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Kapitel 6
hauptsächlich zwischen 7 und 9,5 und weisen auf eine geringe Anzahl an basischen
Oberflächengruppen hin, die aber nach den obigen Überlegungen keinen Einfluss auf die
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Xe-NMR-Verschiebung haben und daher bei der Interpretation der Spektren
vernachlässigt werden können.
6.5.4 Druckabhängigkeit der chemischen Verschiebung
Die Druck- bzw. Dichteabhängigkeit der 129 Xe-NMR-Verschiebung wird nach McGrath bei
Temperaturen oberhalb des kritischen Wertes in erster Linie von der Kollisionsfrequenz
der Gasteilchen mit der Porenoberfläche bestimmt. [118] Diese nimmt entsprechend mit
zunehmender Dichte innerhalb der Poren zu und steigt umso schneller an je kleiner die
mittleren Abstände der Porenwände sind.
Bei den hier untersuchten Carbon Blacks nimmt die chemische Verschiebung bis 2 bar
linear mit ca. 20 ppm/bar in einem weitaus stärkeren Maße zu, als es bei der homogen
Xenongasphase mit 0,542 ppm/bar zu beobachten ist. [78] Die Wechselwirkungen mit der
Adsorbentoberfläche führen dabei zu höheren chemischen Verschiebungen, die mit
zunehmendem Druck bzw. Dichte linear zunehmen. Die Ergebnisse sind mit denen von
Suh et al. [103] vergleichbar, die bei kleinen Xenondichten ebenfalls eine lineare Zunahme
der chemischen Verschiebung mit steigender Xenonkonzentration auf der Carbon Black
Oberfläche beobachteten. Auch bei der Xenon-Adsorption in Zeolithen wurde bis zu einer
massenspezifischen Adsorbatmenge von 3 mmol/g eine linearer Anstieg in δp
beobachtet. [122] Dieser Kurvenverlauf ist mit den Isothermen von Langmuir und Dubinin
vergleichbar, die bei niedrigen Drücken ebenfalls eine annähernd lineare Zunahme des
Adsorptionsgrades mit dem Druck beschreiben (s. Kapitel 6.5.6).
Bis 2 bar ist bei den Rußen Vulcan PF, Vulcan PF, Printex XE2 und Black Pearls 2000
jeweils die gleiche chemische Verschiebung zu finden (Abbildung 5.3-3), so dass man
davon ausgehen kann, dass sich δp in diesem Druckbereich unabhängig von der
Porenstruktur verhält und in erster Linie von der Oberflächenchemie bestimmt wird. Die
Wechselwirkungen zwischen Adsorbat und Adsorbent sind also bei kleinen Dichten
äquivalent und unabhängig von der Porengröße und zeugen von einer Porengrößen
unabhängigen Adsorptions- und Desorptionsrate. [119]