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

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Kapitel 6
Bei Vulcan PF und Black Pearls 2000 wurden unter isobaren und isothermen
Bedingungen gleichgroße T2-Zeiten gefunden, die sich jeweils um einen Faktor drei bis
sechs von T2 * unterscheiden. Da es sich bei beiden Rußen um Furnace Blacks handelt,
die sich durch einen geringen Heteroatomanteil (< 2 Gew.%) und einer hohen
Leitfähigkeit auszeichnen, kann man davon ausgehen, dass die gleichen T2-Zeiten auf
ähnliche oberflächenchemische Eigenschaften zurückzuführen sind.
6.6.3 Anisotropieeffekte und Magnetische Suszeptibilität
Die auf der Porenoberfläche adsorbierten Xenonatome tragen zu einer Anisotropie der
chemischen Verschiebung und somit zu einer Linienverbreiterung der gemittelten 129 Xe-
NMR-Signale bei (vgl. Kapitel 4.1-3). [92] Mit abnehmender Mobilität der Xenonatome wird
dieser Effekt zunehmend stärker, so dass mit steigendem Druck bzw. abnehmender
Temperatur eine Zunahme der Halbwertsbreite zu beobachten ist (Abbildung 5.3-1).
Ebenso kann die besonders hohe Linienbreite der Adsorptionssignale im tiefen Feld um
200 ppm (Vulcan P, Vulcan PF, Corax L, Corax L6, Monarch 1300) von etwa 1600 Hz
(12-20 bar) auf solche Anisotropieeffekte zurückgeführt werden. Als mögliche
Adsorptionsplätze können z. B. Interpartikelräume einer kubischdichten Anordnung in
atomarer Größenordnung oder Schichtzwischenräume von zwei überlappenden,
oberflächennahen Graphitebenen angenommen werden.
Weitere Linienverbreiterungen können den Suszeptibilitätseffekten der radikalischen
Zentren sowie dem Ringstromeffekt der aromatischen Struktur zugeschrieben werden, die
ebenfalls zur einer ortsabhängigen Verkürzung der transversalen Relaxation und somit
zur Erhöhung der CSA beitragen (vgl. Kapitel 4.1.2). [119]
6.6.4 Druckabhängigkeit der T2-Relaxation und Halbwertsbreite
Die T2-Messungen an Vulcan PF und Black Pearls 2000 zeigen, dass mit steigendem
Druck die transversale Relaxationszeit T2 der intraporösen Xenonatome uneinheitlich mit
T2 * abnimmt. Bei kleinen Drücken (1,4 bar) sind die Wechselwirkungen mit der
Adsorbentoberfläche relativ gering, so dass T2 z. B. bei Black Pearls 2000 fast siebenmal
größer als T2 * , oberhalb von 3 bar nur noch etwa dreimal und nimmt schließlich im
weiteren Druckverlauf gleichmäßig mit T2* ab (s. Tabelle 5.3-2). Daraus folgt, dass bereits