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Detektor für Phosphor

Automatisierbarer Nachweis für Phosphor verbraucht keine Chemikalien.

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Aussteller

Karlsruher Institut für Technologie

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Produktbeschreibung

Phosphor ist ein wichtiger Bestandteil vieler Düngemittel. Somit wird die Substanz auch zukünftig in der Landwirtschaft eine Schlüsselrolle spielen, um ausreichend Nahrungsmittel für die wachsende Weltbevölkerung produzieren zu können. Da Phosphor in Deutschland nicht abgebaut werden kann, muss er unter anderem aus dem Abwasser recycelt werden. Dazu ist es notwendig, die Menge an Phosphor in Flüssigkeiten zu analysieren. Heute dafür bekannte Verfahren sind jedoch durch einen hohen Chemikalienverbrauch und einen hohen Zeit- und Personalaufwand gekennzeichnet.

KIT-Wissenschaftler des Instituts für Funktionelle Grenzflächen (IFG) haben einen einfach durchzuführenden Phosphornachweis entwickelt, bei dem keine Chemikalien verbraucht werden.

Dafür beschichten die Forscher einen Silizium-Wafer mit einer Sensorschicht, die kontinuierlich von einem Infrarotstrahl durchleuchtet wird. Nun wird der Sensor mit einer zu untersuchenden Flüssigkeit, beispielsweise Abwasser, benetzt. Dadurch ändert sich die chemische Zusammensetzung der Sensorschicht spezifisch in Abhängigkeit des Phosphorgehalts der Flüssigkeit. Diese Änderung kann quantitativ mithilfe der Infrarotspektroskopie nachverfolgt werden. Nachdem die Kalibrierung der Messeinrichtung erfolgt ist, lässt sich so die genaue Phosphorkonzentration in einer Probe bestimmen. Nach der Messung wird der Wafer mit Sensorschicht auf 1.000 Grad Celsius erhitzt, regeneriert sich so und steht für die nächste Messung zur Verfügung.

Der Phosphornachweis hat gegenüber heute bekannten Verfahren einige Vorteile: Bei der neuen Technologie werden keine Chemikalien verbraucht und die zu untersuchenden Proben müssen nicht erst aufbereitet werden. Das Messverfahren ist automatisierbar und leicht zu handhaben. Die Sensoren sind kostengünstig in der Herstellung und viele Male wiederverwendbar. Schließlich ist das auf Infrarotspektroskopie beruhende Nachweisprinzip nicht nur für Phosphor, sondern auch für andere chemische Substanzen anwendbar.

Produkt-Website

Halle 2, Stand B16

(Hauptstand)

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