Verwendung einer Kugelmühle zur Beschleunigung der Sublimation zum Testen von Gaswechselwirkungen

Bericht vom 17. April 2023

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von Bob Yirka, Phys.org

Ein Team von Chemikern, die mit mehreren Institutionen in Deutschland verbunden sind, hat herausgefunden, dass der Einsatz einer Kugelmühle die Sublimation beschleunigen kann, die zum Testen von Gaswechselwirkungen erforderlich ist. In ihrer Studie, über die in der Zeitschrift Chem berichtet wurde, testete die Gruppe den Einsatz einer Kugelmühle, um herauszufinden, wie sich diese auf die Sublimation auswirken würde.

Eine Kugelmühle ist ein Gerät mit einer kugelförmigen Kammer, in die schwere Kugeln aus Stahl oder anderen Materialien gegeben werden. Die Kammer ist mit anderen Teilen verbunden, die die Kammer drehen. Wenn andere Materialien mit den Kugeln in die Kammer gegeben werden und die Kammer gedreht wird, werden die Kugeln an den Wänden der Kammer hochgezogen, bis die Schwerkraft überhand nimmt. An diesem Punkt fallen sie herunter und zerkleinern das andere Material.

Auf diese Weise kann, während sich die Kammer weiter dreht, das Sekundärmaterial zerkleinert werden, um ein Pulver zu erzeugen. Bei dieser neuen Anstrengung wollte das Team die Kugelmühle auf eine neue Art und Weise nutzen – um die Sublimation zu beschleunigen, bei der ein Material von einem Feststoff in einen Gaszustand übergeht, ohne zunächst flüssig zu werden. Es gibt Gelegenheiten, in denen Chemiker ein Material zu einem Gas sublimieren und dieses Gas dann mit einem anderen Gas kombinieren möchten, um ein neues Material zu bilden oder eine Reaktion auszulösen. Leider ist der Sublimationsprozess im Allgemeinen ziemlich langsam, daher wollte das Team die Idee der Verwendung einer Kugelmühle testen.

In ihrer Arbeit fügten die Forscher der kugelförmigen Kammer neue Komponenten hinzu – Ein- und Ausgänge für das Gas. In ihrer Arbeit bedeutete das Argon und Stickstoff. Dadurch konnte ein stetiger Strom neuen Gases in die Kammer injiziert werden, während Gas aus den Testmaterialien sublimiert wurde, während die Kammer gedreht wurde. Das Gasgemisch könnte dann kontinuierlich vom Auslassventil in eine Sekundärkammer geleitet werden, wo es mithilfe der NMR-Spektroskopie getestet werden könnte.

Tests mehrerer Materialien zeigten, dass der Prozess wie erhofft funktionierte – die Verwendung der Kugelmühle erhöhte die Sublimationsrate bei allen getesteten Materialien, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß, sodass ein konstanter Strom gemischter Gase aus der Kammer austrat und für die gewünschte Verwendung bereit war Anwendung.

Mehr Informationen: Francesco Puccetti et al, NMR in der operativen Überwachung mechanochemisch beschleunigter Sublimationen, Chem (2023). DOI: 10.1016/j.chempr.2023.02.022

Zeitschrifteninformationen:Chem

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