Heteroaggregation fluidisierter Nanopartikel und feststoffhaltiger Aerosoltropfen

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. habil. Evangelos Tsotsas
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Ziel des Projektes ist das Mischen in Wirbelschichten von sehr kleinen Partikeln (kleiner 1 µm bzw. Nanopartikel) unterschiedlicher Zusammensetzung zu Heteroagglomeraten, welche mit Hilfe von feststoffhaltigen Aerosoltropfen zusätzlich verkapselt oder ummantelt werden können. Derart sind binäre bzw. ternäre partikuläre Kompositen von extrem feiner Dispersion ihrer Bestandteile mit neuen, höherwertigen Eigenschaften herstellbar. Anstatt konventioneller Fluidisation, soll eine spezielle Strahlschicht mit einstellbaren Schlitzen für die Luftzufuhr eingesetzt werden. Die aus den Schlitzen mit hoher Geschwindigkeit in den Prozessraum dieses Apparates eintretende Luft, unterstützt optional durch eine Prallplatte und beigemischte große Mahlpartikel, verschiebt das hochdynamische Gleichgewicht zwischen Aggregation und Bruch in Richtung kleinerer und stärkerer Agglomerate. Kleine Aerosoltropfen (< 1 µm) werden mit einer neuen Technologie erzeugt, die besonders einfach, robust und gut skalierbar ist.

Zur Charakterisierung der Agglomerate werden neue Methoden entwickelt, die dreidimensionale Struktur aus zweidimensionalen Bilddaten zu rekonstruieren vermögen. In diesem Rahmen soll die erreichbare Skala der Vermischung innerhalb einzelner Heteroagglomerate identifiziert und zumindest mit nicht-gesinterten primären Partikeln in Richtung der einzelnen Nanopartikel geschoben werden. Darüber hinaus soll das Projekt den Grund für hierarchische, auch mit sehr vielen Primärpartikeln anwendbare diskrete Modelle zur Beschreibung von Prozesskinetik und Agglomeratbildung legen. Innerhalb von SPP 1289 werden methodische Kooperation und technische Komplementarität insbesondere mit Projekten zu sich kreuzenden Flammen, Intensivmischern, unterstützter Fluidisation und Bildgebung gesehen.