Abkürzungs- und Symbolverzeichnis ............................... 9
Einleitung ..................................................... 13
Allgemeiner Teil ............................................... 15
1 Herstellung von Eisenoxiden ............................... 17
1.1 Heterogene Hydrolyse ...................................... 18
1.1.1 Mechanismus der Niederschlagsbildung ............... 18
1.1.2 Konzentrationsabhängigkeit ......................... 19
1.1.3 pH-Abhängigkeit .................................... 20
1.1.4 Einfluss von Sulfat ................................ 22
1.1.5 Einfluss der Fällungstemperatur .................... 26
1.1.6 Einfluss der Alterung .............................. 27
1.1.7 Einfluss der thermischen Nachbehandlung auf das
Fällungsprodukt .................................... 28
1.2 Einsatz mikrostrukturierter Apparate zur Fällung von
Eisenoxiden ............................................... 30
1.2.1 Beeinflussung der Partikelbildung durch
Strömungsverhalten, übersättigung und
Agglomeration ...................................... 31
1.2.2 Der Mikrojetmischer ................................ 35
1.3 Heterogene Hydrolyse im Labormaßstab ...................... 40
1.3.1 Einfluss des pH-Wertes auf die Fällung ............. 40
1.3.2 Einfluss der Reaktionstemperatur ................... 50
1.3.3 Einfluss des Alters der Eisen(lll)-sulfatlösung .... 51
1.3.4 Einfluss der Alterung .............................. 52
1.3.5 Einfluss der hydrodynamischen Fällungsbedingungen .. 56
1.3.6 Einfluss der thermischen Nachbehandlung ............ 75
1.4 Zusammenfassung der Ergebnisse zur Eisenoxidhersteilung ... 82
2 Schwefeldioxidoxidation an Eisenoxidkatalysatoren ......... 85
2.1 Schwefeldioxidoxidation ................................... 85
2.1.1 Allgemeines ........................................ 86
2.1.2 Normal- und Doppelkontaktprozess ................... 88
2.1.3 Alternative Verfahren .............................. 91
2.2 Eisenoxidkatalysatoren .................................... 94
2.2.1 Allgemeine Eigenschaften ........................... 95
2.2.2 Anwendungsgebiete .................................. 96
2.2.3 Wechselwirkung mit Schwefeldioxid .................. 99
2.3 Einsatz von Eisenoxiden für die Schwefeldioxidoxidation
im Labormaßstab .......................................... 104
2.3.1 Bestimmung allgemeiner Abhängigkeiten der
Schwefeldioxidoxidation ........................... 105
2.3.2 Testung selbst hergestellter Eisenoxide ........... 115
2.3.3 Testung verschiedener industrieller Produkte
unter optimierten Reaktionsbedingungen ............ 130
2.4 Zusammenfassung der Ergebnisse zur
Schwefeldioxidoxidation an Eisenoxidkatalysatoren ........ 140
3 Zusammenfassung .......................................... 143
Experimenteller Teil ..................................... 145
4 Verwendete Chemikalien und Gase .......................... 147
5 Verwendete Geräte und Messgeräte ......................... 149
6 Herstellung von Eisenoxiden in der Mikrostruktur ......... 151
6.1 Vorversuche zur pH-Abhängigkeit der Eisenoxidfällung ..... 151
6.2 Einflussfaktorsuche ................ 152
6.3 Untersuchung der Haupteinflussfaktoren ................... 156
6.4 Untersuchung des Korngrößenmaximums ...................... 156
6.5 Beeinflussung der Schwertmannitbildung durch die
Mischung ................................................. 158
6.6 Calcinierung ............................................. 158
7 Oxidation von Schwefeldioxid an Eisenoxidkatalysatoren ... 161
8 Analytik ................................................. 167
8.1 UV/Vis-Spektroskopie ..................................... 167
8.2 Bestimmung von Eisen(lll)-ionen (modifiziert nach DIN
38406) ................................................... 167
8.3 Bestimmung des gebundenen Sulfates ....................... 168
8.4 Korngrößenanalyse ........................................ 169
8.5 Messung von pH-Werten .................................... 170
8.6 Röntgendiffraktometrie ................................... 171
8.7 Bestimmung der kinematischen Viskosität mittels
Ubbelohde-Viskosimeter ................................... 172
8.8 Differenzthermoanalyse und Thermogravimetrie (DTA/TG) .... 172
8.9 Bestimmung des isoelektrischen Punktes durch Titration ... 173
8.10 Bestimmung der spezifischen Oberfläche ................... 175
8.11 Stereomikroskopie ........................................ 177
8.12 Rasterelektronenmikroskopie .............................. 178
8.13 Bestimmung von Schwefeldioxid mittels Prozess-FT/IR-
Spektrometer ............................................. 178
Literatur ..................................................... 181
Anhänge ....................................................... 191
Anhang 7 Eisenoxide und schwefelhaltige Eisenoxide ............ 793
Anhang 2 Oxidationsversuche und deren Analysenergebnisse ...... 795
Anhang 3 Berechnung der thermodynamischen
Gleichgewichtskurven der Schwefeldioxidoxidation ......... 207
Anhang 4 Verwendete kommerzielle Produkte, basierend auf
Eisenoxidnanopartikeln ................................... 203
Danksagung .................................................... 205
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