Bestimmung von Diffusionskoeffizienten in binären und ternären Mischungen mithilfe von NMR

Diffusion ist die zufällige Bewegung von Teilchen in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Dieser ständig ablaufende Prozess ist von großer Bedeutung in der chemischen Verfahrenstechnik, beispielsweise bei Extraktionen, Destillationen und in Reaktoren. Klassischerweise wird hierbei zwischen Selbst- und Transportdiffusion unterschieden.

Ziel dieses Projektes is die Ermittlung der Diffusionskoeffizienten relevanter, chemischer Systeme, beispielsweise von Lösungsmittelgemischen oder in Lösungsmitteln eingelöste Gase. Hierfür wird die Nukleare MagnetResonanz- (NMR) Spektroskopie eingesetzt. Durch kleine Probenvolumina und störungsfreie Messmethodik bietet die NMR-Spektroskopie beste Voraussetzungen zur genauen Ermittlung von Diffusionskoeffizienten. Die experimentellen Daten werden mit empirischen Gleichungen und mit molekularer Simulation verglichen.

Bildgebende NMR (MRI)

Durch den Einsatz von magnetischen Gradientenfeldern kann das NMR-Signal als eine Funktion des Ortes ausgelesen werden und somit dreidimensionale Bilder erzeugt werden.

Unter anderem können so Diffusionsprozesse direkt beobachtet werden und Transportdiffusionkoeffizienten berechnet werden.

Informationen zu möglichen Themen studentischer Arbeiten bei mir oder meinen Kollegen befinden sich unter: http://thermo.mv.uni-kl.de/lehre/studentische-arbeiten/

Zur Zeit ist bei mir leider kein Hiwi Job zu vergeben. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an den Hiwi-Beauftragten.

• Wintersemester 17/18: Thermodynamik der Transportprozesse
• Wintersemester 17/18: Labor Thermische Verfahrenstechnik (Dampf-Flüssig Gleichgewicht)
• Sommersemester 18: Grundlagenlabor für das Schwerpunktfach I (Dampf-Flüssig Gleichgewicht)
• Wintersemester 18/19: Anwendungen der Magnetresonanz
• Wintersemester 18/19: Labor Thermische Verfahrenstechnik (Dampf-Flüssig Gleichgewicht)
• Sommersemester 19: Grundlagenlabor für das Schwerpunktfach I (Dampf-Flüssig Gleichgewicht)
• Wintersemester 19/20: Anwendungen der Magnetresonanz

Nach Vereinbarung.

L. M. Mesquita, J. Anhäuser, D. Bellaire, S. Becker, A. Lützen, S. Kubik: Palladium(II)-Mediated Assembly of a M2L2 Macrocycle and M3L6 Cage from a Cyclopeptide-Derived Ligand, Org. Lett. 21 (2019), 6442-6446.

J. Neuhaus, D. Bellaire, M. Kohns, E. Harbou, H. Hasse: Self‐Diffusion Coefficients in Solutions of Lithium Bis(fluorosulfonyl)imide with Dimethyl Carbonate and Ethylene Carbonate, Chem. Ing. Tech. (2019).

D. Bellaire, H. Kiepfer, K. Münnemann, H. Hasse: PFG-NMR and MD Simulation Study of Self-Diffusion Coefficients of Binary and Ternary Mixtures Containing Cyclohexane, Ethanol, Acetone, and Toluene, J. Chem. Eng. Data (2020).

D. Bellaire, H. Kiepfer, K. Münnemann, and H. Hasse

NMR Measurements and Molecular Simulation of Self-Diffusion Coefficients in Binary and Ternary Mixtures Containing Toluene, Acetone, Cyclohexane and Ethanol

SMASH 2018, 16. - 19. September 2018, Philadelphia

D. Bellaire, H. Hasse, and K. Münnemann

Self- and Transport Diffusion Coefficients from NMR Experiments

NMRPM 2019, 31. Januar - 01. Februar 2019, Kaiserslautern

D. Bellaire, K. Münnemann, and H. Hasse

Self- and Transport Diffusion Coefficients from NMR Experiments

Diffusion Fundamentals VIII, 01. - 05. September 2019, Erlangen

D. Bellaire, H. Kiepfer, K. Münnemann, and H. Hasse

NMR Measurements and Molecular Simulation of Self-Diffusion Coefficients in Binary and Ternary Mixtures Containing Toluene, Acetone, Cyclohexane and Ethanol

Thermodynamik-Kolloquium 2019, 30. September - 02. Oktober 2019, Duisburg

10/2009 - 01/2015

Studium der Chemie an der Technischen Universität Kaiserslautern

02/2013 - 05/2013

Auslandsaufenthalt und Praktikum an der University of Glasgow, Glasgow, UK in der Arbeitsgruppe von Prof. David Lennon

06/2014 - 01/2015

Diplomarbeit "IR-Spektroskopie von Cobalt-Alkohol- und Cobalt-Nickel-Alkohol-Clustern im Molekularstrahl" im AK Gerhards, Physikalische Chemie, Technische Universität Kaiserslautern

03/2015 - 07/2017

Wissenschaftlicher Mitarbeiter im AK Gerhards, Physikalische Chemie, Technische Universität Kaiserslautern

seit 08/2017

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD), Technische Universität Kaiserslautern