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

6.8 Xenon-Adsorption in Carbon Black
Dikussion 135
Nachdem die qualitativen Untersuchungen der 129 Xe-NMR-Spektren Kenntnisse über
Struktur und Porengröße der Carbon Blacks geliefert haben, soll nun das
Adsorptionsverhalten der Carbon Blacks quantitativ untersucht werden. Aus den relativen
Integralen der 129 Xe-NMR-Signale der druckabhängigen Messungen an Vulcan PF,
Printex XE2 und Black Pearls 2000 kann die spezifische Adsorbatmenge a in
Abhängigkeit vom Xenondruck und Menge Carbon Black bestimmt werden (vgl.
Abbildung 5.6-1). Die genannten Ruße sind für quantitative Adsorptionsmessungen
besonders geeignet, da sie sich nur in der spezifischen Oberfläche unterscheiden, sonst
aber vergleichbare chemische und physikalische Eigenschaften besitzen. Als
Leitfähigkeitsruße besitzen sie jeweils eine geringe Heteroatomkonzentration auf der
Oberfläche und vergleichbare Stampfdichten von 140 -190 g/dm 3 (s. Tabelle A.1-1).
6.8.1 Spezifische Adsorbatmenge a
Als spezifische Adsorbatmenge a wird im Allgemeinen der Quotient aus Menge Adsorbat
und Menge Adsorbent bezeichnet. Hier wird aM als das Verhältnis der Stoffmenge des in
den Poren adsorbierten Xenons np(Xe) zur Masse des Carbon Blacks mCB definiert:
a
M
np
( Xe)
= (6.8-1)
m
CB
Daraus lässt sich die spezifische Adsorbatmenge aS pro Oberfläche mit Hilfe der
spezifischen Oberfläche σs berechnen zu
a
a
M
S = (6.8-2)
σ s
Unter der Annahme, dass sich die relativen Integrale der 129 Xe-NMR-Signale proportional
zur jeweiligen Xenonpopulation verhalten, lassen sich die Molenbrüche des intra- und
extraporösen Xenons, xp und xf, bestimmen.
x
p
I p
= und
I + I
p
f
x
I
f
f = (6.8.3)
I p + If