Es werden die Gleichgewichtskonstanten der Zinkextraktion ermittelt. Das Wilson-Modell und das erweiterte Debye-Hückel-Gesetz werden zur Beschreibung der Aktivitäten verwendet. Die tensiometrischen Untersuchungen erfolgen am hängenden Tropfen. Die Modellauswahl zur Beschreibung der Gleichgewichtsgrenzflächenspannung erfolgt im submizellaren Konzentrationsbereich. Die pseudo-nichtionische Modellierung auf der Basis der Langmuir-Isothermen der Mehrkomponentenadsorption bei Verwendung der Stern-Isothermen für die Gegenionenanreicherung liefert die beste Datenanpassung. Durch ein einfaches Modell zur Mizell- und Aggregatbildung gelingt die Modellerweiterung. Die gemessenen dynamischen Grenzflächenspannungskurven werden sorptionskinetisch und durch diffusive Approximationen angepasst. Es zeigt sich, dass der Stofftransport diffusionsdirigiert ist. Am oszillierenden Tropfen werden die Ergebnisse bestätigt. Für das Kationenaustauscheranion wird die Gültigkeit des Maxwell-Modells zur Beschreibung der Grenzflächendilatationsrheologie nachgewiesen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Stand des Wissens
- Adsorptionsgleichgewicht
- Einkomponentenadsorption
- Mehrkomponentenadsorption
- Adsorptionskinetik
- Qualitative Adsorptionskinetik
- Quantitative Adsorptionskinetik
- Grenzflächenrheologie
- Terminologie der Grenzflächenrheologie
- Charakteristik der Dilatationsrheologie
- Zinkextraktion mit HDEHP
- Extraktionsmechanismus
- Reaktions- und Verteilungsgleichgewichte
- Stofftransport
- Adsorptionsgleichgewicht
- Problemstellung
- Experimentelle Methoden
- Gleichgewichtsuntersuchungen
- Grenzflächenspannungsmessungen
- Pendent-Drop-Tensiometer
- Messprogramm
- Analyse der Messresultate
- Extraktionsmechanismus
- Gleichgewichte
- Extraktionsgleichgewichte
- Adsorptionsgleichgewichte
- Adsorptionskinetiken
- Systeme nach vorherigem Stoffaustausch
- Systeme ohne vorherigen Stoffaustausch
- Dilatationsrheologie
- Ausblick
- Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Dissertation befasst sich mit der tensiometrischen Untersuchung des Stofftransportes an der fluiden Phasengrenze bei der Zinkextraktion mittels des Kationenaustauschers Di(2-ethylhexyl)phosphorsäure (HDEHP) und verfolgt das Ziel, die elementaren Einflussfaktoren auf die Gleichgewichtszustände und den Stofftransport an und über die Wasser-Öl-Phasengrenze aufzuzeigen.
- Adsorptionsgleichgewicht verschiedener Komponenten an der Phasengrenze
- Einfluss von Elektrolyten und pH-Wert auf die Adsorptionsvorgänge
- Kinetik des Stofftransportes an und über die Phasengrenze
- Dilatationsrheologie der Phasengrenze
- Anwendung der Pendent-Drop-Tensiometrie als Werkzeug zur Stofftransportuntersuchung
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Bedeutung der Flüssig-Flüssig-Extraktion als Trennverfahren und den aktuellen Forschungsstand im Bereich des Stofftransportes bei der Extraktion beleuchtet.
Das zweite Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über das Wissen über die Adsorption an fluiden Phasengrenzen, einschließlich Adsorptionsgleichgewicht, Adsorptionskinetik und Grenzflächenrheologie. Darüber hinaus wird der Extraktionsmechanismus der Zinkextraktion mit HDEHP im Detail dargestellt.
Kapitel 3 definiert die Problemstellung der Dissertation. Es wird erläutert, warum die bisherige Forschung in der Metallsalzextraktion die Prozesse an der Phasengrenze unzureichend berücksichtigt und warum eine systematische Untersuchung der dynamischen Prozesse in der Phasengrenze notwendig ist.
Das vierte Kapitel beschreibt die experimentellen Methoden, die für die Untersuchung der extraktiven Gleichgewichte und der Grenzflächenspannung verwendet wurden.
Kapitel 5 analysiert die gewonnenen Messresultate und widmet sich der Klärung des Extraktionsmechanismus, der Bestimmung der Adsorptionsisothermen, der Untersuchung der Adsorptionskinetik sowie der Charakterisierung der Grenzflächendilatationsrheologie.
Im sechsten Kapitel werden die gewonnenen Erkenntnisse der Dissertation zusammengefasst und der Ausblick auf weitere, für die Forschung relevante Fragestellungen gegeben.
Die Arbeit endet mit einem Literaturverzeichnis und einem Anhang, der detaillierte Informationen über die Aktivitätsmodelle, die verwendeten Modellgleichungen und die numerischen Ergebnisse der Datenanalyse enthält.
Schlüsselwörter
Die vorliegende Dissertation befasst sich mit den Themen Flüssig-Flüssig-Extraktion, Stofftransport an fluiden Phasengrenzen, Pendent-Drop-Tensiometrie, Adsorptionskinetik, Dilatationsrheologie, Zinkextraktion, Di(2-ethylhexyl)phosphorsäure (HDEHP) und Aktivitätsmodelle.
- Citation du texte
- Peter Klapper (Auteur), 2010, Tensiometrische Stofftransportuntersuchungen der Zinkextraktion mit dem Kationenaustauscher Di(2-ethylhexyl)phosphorsäure, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/277490
