Veranstaltungsarten (SWS)
Vorlesung: 2 │ Übung: 1 │ Praktikum: 0 │ Seminar: 0
Prüfungsnummer:
Prüfungskennung:
Lehrform:

Power Point Präsentation und selbständige Bearbeitung von Übungsaufgaben

Sprache: Deutsch
Turnus: SS
ECTS: 4
Prüfungsleistung Mündliche Prüfung (45 min.)
zugeordnete Studiengänge
zugeordnete Personen
zugeordnete Module
Informationen
Beschreibung:

Die Vorlesung Adsorption II baut auf der Vorlesung Adsorptionstechnik / Industrial Adsorption Technology auf und behandelt vertieft zwei spezielle Aspekte der Adsorption.

Erster wesentlicher Aspekt ist die detaillierte Betrachtung von Adsorptionsprozessen auf molekularer Ebene. Die Adsorption an porösen Feststoffen (Adsorbentien) erfolgt aufgrund anziehender Kräfte zwischen den Wechselwirkungszentren auf der Oberfläche und denen der Moleküle in der Gas- oder Flüssigphase. Die Art und Anzahl an Wechselwirkungszentren auf der Oberfläche von Adsorbentien werden maßgeblich durch deren strukturelle Eigenschaften und Oberflächenchemie beeinflusst. In diesem Zusammenhang werden vertieft bereits etablierte und neuartige Mess- und Charakterisierungsmethoden vermittelt.

Der zweite wesentliche Aspekt ist die Modellierung und Simulation von Adsorptionsprozessen. Dies beinhalt sowohl eine vertiefte Betrachtung der Adsorptionsthermodynamik und –kinetik inklusive Isothermen-Modellen als auch Modellierungen bzw. computergestützte dynamische Simulationen von Adsorptionsprozessen.

Im Einzelnen werden folgende Themenkomplexe behandelt:

  • Wechselwirkungen bei Adsorptionsprozessen
  • Mess- und Charakterisierungsmethoden
  • Thermodynamik der Adsorption
  • Ein- und Mehrkomponentenisothermenmodelle
  • Transportphänomene bei der Adsorption
  • Simulation und Modellierung von Adsorptionsprozessen

Begleitend zur Vorlesung wird eine Übung angeboten, bei der die Teilnehmer in einem Praktikumsversuch eine Adsorptionsanlage selbstständig aufbauen, betreiben und die Messdaten anschließend auswerten.

Lernziele:

Die Studenten kennen im Detail die wichtigsten Methoden zur Charakterisierung von Adsorbentien. Des Weiteren sind sie in der Lage, Adsorptionsmechanismen auf molekularer Ebene zu diskutieren und Adsorptionsprozesse in der notwendigen Detailtiefe zu modellieren oder auch mit komplexen DGL-Systemen zu simulieren.

Literatur:

Adsorbents: Fundamentals and Applications Ralph T. Yang John Wiley & Sons (2003)

Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics Duong D. Do Imperial College Press (1998)

Adsorption, Surface Area and Porosity S.J. Gregg, K. S. W. Sing Academic Press (1982)

Adsorption: Theory, Modeling and Analysis József Tóth Marcel Dekker, Inc. (2001)

Characterization of porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density S. Lowell, Joan Shields, Martin Thomas, Matthias Thommes Springer Science+Business Media (2004)

Diffusion in Zeolites and other Microporous Solids Jörg Kärger, Douglas Ruthven John Wiley & Sons (1992)

Principles of Adsorption and Adsorption Processes Douglas Ruthven John Wiley & Sons, New York (1984)

Vorleistung:

Empfohlende Vorkenntnisse: "Adsorptionstechnik"

Infolink:
Bemerkung:
Description:

The lecture Adsorption II builds on the lecture Adsorptionstechnik / Industrial Adsorption Technology and deals in depth with two special aspects of adsorption.

The first essential aspect is the detailed observation of adsorption processes at the molecular level. Adsorption on porous solids (adsorbents) occurs due to attractive forces between interaction centers on the surface and those of the molecules in gas or liquid phase. The type and number of interaction centers on the surface of adsorbents are significantly influenced by their structural properties and surface chemistry. In this context, well-established and novel measurement and characterization methods are taught in detail.

The second essential aspect is the modeling and simulation of adsorption processes. This includes both an in-depth consideration of adsorption thermodynamics and kinetics including isothermal models as well as modelling or computer-aided dynamic simulations of adsorption processes.

In detail the following topics will be addressed:

- Interactions during adsorption processes

- Measurement and characterization methods

- Thermodynamics of adsorption

- Single and multi-component isothermal models

- Transport phenomena during adsorption

- Simulation and modeling of adsorption processes

In addition to the lecture, an exercise is offered in which the participants set up and operate an adsorption plant. Subsequently, the students evaluate the measurement data on their own.

Learning Targets:

The students know in detail the most important methods for characterization of adsorbents and can discuss adsorption mechanisms on a molecular level. Furthermore, they are able to model adsorption processes in the necessary depth of detail or to simulate them with complex DGL systems.

Literature:

Adsorbents: Fundamentals and Applications Ralph T. Yang John Wiley & Sons (2003)

Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics Duong D. Do Imperial College Press (1998)

Adsorption, Surface Area and Porosity S.J. Gregg, K. S. W. Sing Academic Press (1982)

Adsorption: Theory, Modeling and Analysis József Tóth Marcel Dekker, Inc. (2001)

Characterization of porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density S. Lowell, Joan Shields, Martin Thomas, Matthias Thommes Springer Science+Business Media (2004)

Diffusion in Zeolites and other Microporous Solids Jörg Kärger, Douglas Ruthven John Wiley & Sons (1992)

Principles of Adsorption and Adsorption Processes Douglas Ruthven John Wiley & Sons, New York (1984)

Pre-Qualifications:

Recommended previous knowledge: "Adsorption Technology"

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