In dieser Arbeit wird eine völlig neue Methode zur Charakterisierung von Feststoffoberflächen vorgestellt. Als neue verteilte Eigenschaftsfunktion wird die Häufigkeitsverteilung der Oberflächenladungen, das sog. Sigma-Profil, eingeführt, das im dielektrischen Kontinuumsmodell COSMO-RS das wichtigste Charakteristikum für Fluidmoleküle darstellt und durch quantenchemische Rechnungen bestimmt werden kann. Da die quantenchemische Berechnung realer Feststoffoberflächen in absehbarer Zeit aufgrund ihrer komplexen und meist unbekannten Struktur nicht realisierbar sein wird, werden Adsorptivmoleküle mit bekannten Eigenschaften als Sonden verwendet, aus deren Wechselwirkungen die energetischen Eigenschaften der Feststoffoberfläche bestimmt werden. Die Leistungsfähigkeit der Methodik wird durch die Charakterisierung von Aktivkohle - als Beispiel eines energetisch stark heterogenen Feststoffes - sowohl in der Gasphase als auch in wässerigen Lösungen gezeigt. Die Wechselwirkungen zwischen den Sondenmolekülen und der Feststoffoberfläche werden durch die Bestimmung der Henry-Koeffizienten der Adsorption aus wässerigen Lösungen und aus der Gasphase quantifiziert. Die Interpretation der berechneten Sigma-Profile gibt ein gutes Bild der physikalischen Eigenschaften von Aktivkohleoberflächen wieder. Neben dispersen und elektrostatischen Eigenschaften kann mit der entwickelten Methode auch die Fähigkeit des Feststoffes zur Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen quantifiziert werden. Die Ergebnisse stimmen mit denen etablierter Charakterisierungsmethoden, mit den Erfahrungen von Kohlechemikern sowie mit quantenchemischen Berechnungen einfacher Modelloberflächen überein.     «

In dieser Arbeit wird eine völlig neue Methode zur Charakterisierung von Feststoffoberflächen vorgestellt. Als neue verteilte Eigenschaftsfunktion wird die Häufigkeitsverteilung der Oberflächenladungen, das sog. Sigma-Profil, eingeführt, das im dielektrischen Kontinuumsmodell COSMO-RS das wichtigste Charakteristikum für Fluidmoleküle darstellt und durch quantenchemische Rechnungen bestimmt werden kann. Da die quantenchemische Berechnung realer Feststoffoberflächen in absehbarer Zeit aufgrund ihr...     »

In this thesis a new, powerful method for the characterization of heterogeneous solid surfaces is presented. As a characteristic function of surface properties the sigma-profile, which is the frequency distribution of surface charges, is introduced. The sigma-profile is the most important characteristic for fluid molecules in dielectric continuum model COSMO-RS and can be determined by quantum chemical calculations. Due to the highly complex and unknown structure of solids quantum chemical calculations cannot be performed for solid surfaces. Therefore molecules with well-known properties are used as probes for the determination of energetic properties of solid surfaces. To verify the ability of the method highly heterogeneous activated carbon both in the gaseous phase and in aqueous solutions is characterized. The interactions of the probe molecules with solid surface are quantified by Henry's Law coefficient of adsorption from gaseous phase and from aqueous solutions. The determined sigma-profiles of activated carbons can be interpreted in a physical sense regarding disperse and electrostatic as well as hydrogen-bond properties of the solid surface. The findings are in good compliance with results achieved by established methods for surface characterization, experience of carbon specialists and quantum chemical calculation of simple model surfaces.     «

In this thesis a new, powerful method for the characterization of heterogeneous solid surfaces is presented. As a characteristic function of surface properties the sigma-profile, which is the frequency distribution of surface charges, is introduced. The sigma-profile is the most important characteristic for fluid molecules in dielectric continuum model COSMO-RS and can be determined by quantum chemical calculations. Due to the highly complex and unknown structure of solids quantum chemical calcu...     »