Comparison of Macroscopic Transient Methods to Determine Transport Coefficients for Microporous Sorption Systems

摘要

Macroscopic transient methods are analysed with respect to their applicability to the investigation of molecular transport in microporous sorption systems. Various levels of sophistication of data evaluation for non-equilibrium sorption results obtained by means of batch methods are identified and characterized. Special attention is paid to the characterization of Fickian (intracrystalline) diffusion as well as to the identification and quantification of additional rate mechanisms that, in general, may simultaneously occur in molecular sieve systems. A state of the art determination of transport coefficients is exemplified for the system n-hexane/silicalite-I. Its uptake behaviour can be understood by superposition of processes of Fickian diffusion and intracrystalline molecular immobilization/ mobilization.%Die Anwendbarkeit instationärer makroskopischer Methoden zur Untersuchung des molekularen Stofftransports in mikroporösen Sorptionssystemen wird analysiert. Dabei werden verschiedene Komplexheitsstufen der Auswertung experimenteller Daten, wie sie von den gebräuchlichsten sorptionskinetischen "Batch"-Verfahren geliefert werden, identifiziert und charakterisiert. Besondere Beachtung wird der Kennzeichnung Fick'scher Diffusion in den Mikroporen von Molekularsiebkristallen sowie der Identifizierung und Quantifizierung von zusätzlichen Prozessen, welche in Molekularsiebsystemen im allgemeinen simultan zur Diffusion auftreten können, gewidmet. Am Beispiel des Sorptionssystems n-Hexan/Silicalit-I wird eine dem modernen Niveau der Auswertung sorptionskinetischer Daten entsprechende Bestimmung von Transportkoeffizienten vorgenommen. Die Zeitabhängigkeit der sorptiven Stoffaufnahme kann in diesem Falle als komplexer Prozeß verstanden werden: der Fick'schen Diffusion sind Vorgänge der intrakristallinen Immobilisierung und Mobilisierung sortierter Moleküle überlagert.