Kinetik und Mechanismen von Gasphasenreaktionen aromatischer Kohlenwasserstoffe

• Applicant: Professor Dr. Matthias Olzmann
• Subject Area: Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2008 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 58345220

• Final Report Year: 2012

Final Report Abstract

Ziel des Projektes war die Untersuchung der Reaktionskinetik homogener Gasphasenreaktionen, die beim Aufbau und Abbau aromatischer Kohlenwasserstoffe im Prozess der Pyrokohlenstoff-Abscheidung bedeutsam sind. Im Zentrum des Interesses standen Reaktionen ungesättigter C3-Spezies sowie ein- und mehrkerniger Aromaten. Die Experimente wurden in Stoßwellenapparaturen mit zeitaufgelöster optisch-spektroskopischer und massenspektrometrischer Detektion durchgeführt. Im Bewilligungszeitraum wurden vier Reaktionen umfassend kinetisch charakterisiert und für die Modellierung der Pyrolyseprozesse parametrisiert: 1. der thermische Zerfall von C2H5I im Temperaturbereich 950–1200 K als universelle Quelle für H-Atome in Stoßwellenexperimenten, 2. der thermische Zerfall von Propin und Allen sowie deren schnelle gegenseitige Isomerisierung, 3. der thermische Zerfall des Propargylradikals, 4. die Rekombination von Phenylradikalen und deren Disproportionierung unter Bildung von Benz-in. Die ebenfalls vorgesehenen Untersuchungen zur Kinetik mehrkerniger Aromaten verliefen nicht wie geplant. Aufgrund der geringen Dampfdrücke dieser Verbindungen war eine sehr starke äußere Beheizung der Stoßwellenapparaturen und Mischkessel notwendig. Dadurch ließen sich Kondensationsprozesse an Kältebrücken nicht vollständig vermeiden. In der Folge war es nicht möglich, die für die TOF-MS-Untersuchungen erforderlichen vergleichsweise hohen Anfangskonzentrationen wohldefiniert einzustellen. Hierfür müssen zukünftig alternative Nachweismethoden entwickelt werden.

Publications

• Hightemperature kinetics of propyne and allene: Decomposition vs. isomerization. Proc. Combust. Inst. 33, 267-272 (2011)
  B. R. Giri, R. X. Fernandes, T. Bentz, H. Hippler, M. Olzmann
  
• Pyrolysis of ethyl iodide as hydrogen atom source: Kinetics and mechanism in the temperature range 950-1200 K. Z. Phys. Chem. 225, 1117-1128 (2011)
  T. Bentz, M. Szöri, B. Viskolcz, M. Olzmann
  
• The phenyl + phenyl reaction as a pathway to benzynes: An experimental and theoretical study. Chem. Phys. Lett. 513, 20-26 (2011)
  S. H. Dürrstein, M. Olzmann, J. Aguilera-Iparraguirre, R. Barthel, W. Klopper