Dieselruße, wie andere Feinpartikel, sind gesundheitsschädliche Stoffe, die, wenn sie in das Lungensystem gelangen, zu einer Irritation des Lungengewebes führen können. Dabei ist anzunehmen, daß die Partikel, umso tiefer in die Lunge eindringen können, je kleiner sie sind. Ferner ist nicht auszuschließen, dass Staubpartikel einen nicht unerheblichen Anteil am Treibhauseffekt haben. Rußpartikel, die bekanntlich aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff bestehen, zeigen in der Reaktivität eine deutliche Abhängigkeit von ihrer Mikrostruktur. Dies ist in folgendem Kontext von Vorteil. Sollte in Dieselmotoren eine Abgasreinigung vorgenommen werden, ist es wünschenswert, daß die Rußpartikel schnell zu Kohlenstoffdioxid umgewandelt werden, damit sie nicht in die Atmosphäre gelangen können. In der vorliegenden Arbeit wurden die Morphologie und die Mikrostruktur von Dieselrußpartikeln mittels Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Zusätzlich dazu konnten unter Verwendung der Elektronenenergieverlustspektroskopie Informationen zur vorherrschenden Bindung der Kohlenstoffatome gewonnen werden. Die Oberfläche, die die Schnittstelle zur Umwelt darstellt, ist mittels Photoelektronenspektroskopie und Infrarotspektroskopie untersucht worden. Diese Messungen stellen den ersten Schritt zu einer Struktur–Reaktivitäts–Korrelation dar. Ergebnisse zur Reaktivität der Dieselrußpartikel konnten mittels Thermogravimetrie gewonnen werden. Um eine Struktur–Reaktivitäts–Korrelation herzustellen, sind verschiedene Typen von Kohlenstoffverbindungen untersucht worden. Hauptaugenmerk wurde auf den Dieselruß gelegt. Die folgenden Materialien wurden als Strukturmodelle untersucht: Durch Funkenentladungen von Graphitelektroden hergestellter Ruß als Modell für feine atmosphärische Partikel, Industrieruß und große polyaromatische Kohlenwasserstoffe. Die grundlegenden Ergebnisse sind folgende: 1. Die Mikrostruktur der untersuchten Substanzen ist dominiert von Defekten und von der Abweichung von der idealen Struktur des Graphits. 2. Die Eigenschaften der Oberflächen sind dominiert von den Defekten und kännen mit der Mikrostruktur korreliert werden. 3. Die Reaktivität spiegelt die vorher genannten Ergebnisse wieder. Kleine Rußpartikel, mit sehr defektreicher Mikrostruktur, oxidieren bei niedriger Temperatur. Auch bei unterschiedlichen Abbrandbedingungen bleiben die Ergebnisse aus den vorherigen Untersuchungen bestehen, jedoch zeigt sich, daß NO2 den Rußabbrand bei kleinen Temperaturen beschleunigt. Diese Arbeit zeigt, dass moderne Dieselmotoren zwar feineren und reaktiveren Ruß generieren, dieser jedoch durch geeignete Maßnahmen relativ einfach gefiltert und zu CO2 umgewandelt werden kann. Dies ist der technische Hintergrund dieser Arbeit. Es werden Grundlagen geschaffen, die es ermöglichen sollen, bei Nutzfahrzeugen ein sich ständig selbst regenerierendes Filtersystem zu schaffen.
Investigations on Environmental Carbons
Untersuchungen an Umwelt-relevanten Kohlenstoffen
2005
Sonstige
Elektronische Ressource
Unbekannt
Microstructure , Reactivity , Oberfläche , Ruß , Environment , Mikrostruktur , Soot , Surface , Umwelt , Reaktivität
DDC: | 500 |
MICROPOROUS CARBONS FOR SUPERCAPACITORS
Online Contents | 2001
Expedited Environmental Investigations for Base Conversion
British Library Conference Proceedings | 1998
|Preferred orientation parameters for pyrolytic carbons.
NTRS | 1966
|Lithium doping-undoping in disordered coke carbons
Online Contents | 1995
|Some dynamic mechanical properties of distended carbons
AIAA | 1970
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