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<!DOCTYPE html>

<title>Desorption</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Desorption</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Desorption</b> (aus dem <a href="Latein" title="Latein">lat.</a> <i>de-sorbere</i>; <i>sorbere</i>: (auf-)saugen) bezeichnet den Vorgang, bei dem <a href="Atom" title="Atom">Atome</a> oder <a href="Molek%C3%BCl" title="Molekül">Moleküle</a> die <a href="Grenzfl%C3%A4che" title="Grenzfläche">Oberfläche</a> eines <a href="Festk%C3%B6rper" title="Festkörper">Festkörpers</a> verlassen (Umkehrvorgang: <a href="Adsorption" title="Adsorption">Adsorption</a>) bzw. aus einer Flüssigkeit, in der sie gelöst vorlagen, in die Gasphase übergehen (Umkehrvorgang: <a href="Absorption_(Chemie)" title="Absorption (Chemie)">Absorption</a>). In letzterem Fall wird verfahrenstechnisch auch von <a href="Strippung" title="Strippung">Strippung</a> gesprochen. Die Desorption stellt damit allgemein den Umkehrvorgang der <a href="Sorption" title="Sorption">Sorption</a> dar.

</p><p>Um desorbieren zu können, muss das Teilchen genügend <a href="Energie" title="Energie">Energie</a> zur Überwindung der <a href="Bindungsenergie" title="Bindungsenergie">Bindungsenergie</a> besitzen oder zugeführt bekommen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einteilung">Einteilung</h2></div>

<p>Entsprechend der Herkunft der dafür erforderlichen Energie und in Abhängigkeit von dem vorliegenden Fall gibt es die

</p>

<ul><li><a href="Temperatur" title="Temperatur">thermische</a> Desorption (Temperaturwechseldesorption; <span lang="en">temperature swing</span>)</li>

<li>optische Desorption (durch Absorption von <a href="Photon" title="Photon">Photonen</a>)</li>

<li><a href="Akustik" title="Akustik">akustische</a> Desorption durch <a href="Ultraschall" title="Ultraschall">Ultraschall</a></li>

<li>elektrische Desorption</li>

<li>ionenstimulierte Desorption (durch Beschuss mit schnellen <a href="Ion" title="Ion">Ionen</a>)</li>

<li><a href="Druck_(Physik)" title="Druck (Physik)">drucktechnische</a> Desorption (Druckwechseldesorption; <span lang="en">pressure swing</span>)</li>

<li>technische Desorption (unterschiedliche Desorptionsanlagen zum Beispiel mit Festbett, Wanderbett, <a href="Wirbelschicht" title="Wirbelschicht">Wirbelschicht</a>)</li>

<li>Verdrängungsdesorption (Einsatz eines leichter adsorbierbaren Stoffes; technisch meist Wasserdampf)</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Desorptionsrate">Desorptionsrate</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Thermische_Desorptionsrate">Thermische Desorptionsrate</h3></div>

<p>Die <i>Desorptionsrate</i> der Teilchen von der Oberfläche hängt zunächst ab von der Anzahl n der adsorbierten oder absorbierten Teilchen/Moleküle, der Temperatur T und der Desorptionsenergie <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E_{\mathrm {D} }}">

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E_{\mathrm {D} }}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/44060e3d2d1c06b3a08dd6cc0ede91bcdee98c69.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.203ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle E_{\mathrm {D} }}" loading="lazy"></span> (auch <a href="Bindungsenergie" title="Bindungsenergie">Bindungsenergie</a>):

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mrow>

</msubsup>

<mrow>

<mfrac>

<mrow>

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</mrow>

</msub>

</mrow>

<mrow>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mrow>

</mfrac>

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</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle R_{\mathrm {D} }=n^{m}k_{\mathrm {D} }^{0}\exp \left({\frac {-E_{\mathrm {D} }}{k_{\mathrm {B} }T}}\right)}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7b2a7831f724ecfb8f14d5373663cee55fd824e7.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.505ex; width:25.327ex; height:6.176ex;" alt="{\displaystyle R_{\mathrm {D} }=n^{m}k_{\mathrm {D} }^{0}\exp \left({\frac {-E_{\mathrm {D} }}{k_{\mathrm {B} }T}}\right)}" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>wobei <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle k_{\mathrm {D} }^{0}}">

</mrow>

</mrow>

</msubsup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle k_{\mathrm {D} }^{0}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e6161e6c0495f39b913e2bd3658d07cbbf6612a8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:2.699ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle k_{\mathrm {D} }^{0}}" loading="lazy"></span> eine Oszillationsfrequenz, <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle k_{\mathrm {B} }}">

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle k_{\mathrm {B} }}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c9b90d21a1c8fb907fddab1caded3b7f1eeffe3d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.607ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle k_{\mathrm {B} }}" loading="lazy"></span> <a href="Boltzmann-Konstante" title="Boltzmann-Konstante">Boltzmann-Konstante</a> und m die Desorptionsordnung ist.

</p><p>Die <i>Desorptionsordnung</i> hängt vom konkreten Mechanismus des Desorbierens ab:

</p>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=0}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e57f21007575fd03e3be0da20af34d25829cc9a7.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:6.301ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle m=0}" loading="lazy"></span>: Desorption von einer Multilage</li>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=1}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b6100c5ebd48c6fd848709f2be624465203eb173.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:6.301ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle m=1}" loading="lazy"></span>: Desorption von Atomen</li>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=2}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b32de1b0dc05f6e525ad6a3e8ddeeb4321fd79e5.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:6.301ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle m=2}" loading="lazy"></span>: Desorption von zwei-atomigen Molekülen</li>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Ionenstimulierte_Desorptionsrate">Ionenstimulierte Desorptionsrate</h3></div>

<p>Beobachtete Desorptionsraten der ionenstimulierten Desorption liegen im Bereich von 1 (senkrechter Einfall, niedrige Energien der einfallenden Ionen) bis ca. 25.000 (streifender Einfall, Energien im Bereich einiger MeV/u der einfallenden Ionen). Im Allgemeinen ist die ionenstimulierte Desorptionsrate eine Funktion von:

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msup>

<mrow>

<mfrac>

<mrow>

</mrow>

<mrow>

</mrow>

</mfrac>

</mrow>

</mrow>

</mrow>

</msup>

<mrow>

<mrow>

<mfrac>

<mrow>

</mrow>

</mfrac>

</mrow>

</mrow>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle R_{\mathrm {D} }=f\left({\frac {\Delta E}{\Delta x}}\right)^{2}\max \left({\frac {d}{\cos(\theta )}},\lambda \right)}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7ecd7e41766537e0c6157f6bd99a22cedb6f7bad.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.671ex; width:34.409ex; height:6.676ex;" alt="{\displaystyle R_{\mathrm {D} }=f\left({\frac {\Delta E}{\Delta x}}\right)^{2}\max \left({\frac {d}{\cos(\theta )}},\lambda \right)}" loading="lazy"></span>,</dd></dl>

<p>wobei <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \lambda }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \lambda }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b43d0ea3c9c025af1be9128e62a18fa74bedda2a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.355ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \lambda }" loading="lazy"></span> die Eindringtiefe der Ionen in das Material, <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Delta E/\Delta x}">

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Delta E/\Delta x}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/971560c0bfe2778840cfb54fb994a9f28a78d880.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:8.14ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \Delta E/\Delta x}" loading="lazy"></span> der elektronische Energieverlust pro Eindringtiefe, <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \theta }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \theta }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/6e5ab2664b422d53eb0c7df3b87e1360d75ad9af.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.09ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \theta }" loading="lazy"></span> der Einfallswinkel und <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle d}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle d}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e85ff03cbe0c7341af6b982e47e9f90d235c66ab.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.216ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle d}" loading="lazy"></span> eine zunächst empirisch bestimmte Konstante ist.

Die Geschwindigkeit der Desorption und die dafür notwendige Energie ist ein entscheidender Faktor, ob die Kombination aus Adsorption und Desorption als technischer Prozess in Frage kommt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendung">Anwendung</h2></div>

<p>In der <a href="Epitaxie" title="Epitaxie">Epitaxie</a> wird Desorption verwendet, um in der Gasphase eine bestimmte Konzentration aufrechtzuerhalten.

</p><p>In der Forschung wird die ionenstimulierte Desorption verwendet, um Oberflächen von Adsorbaten zu reinigen, die mittels thermischer Desorption nicht zu reinigen wären.

</p><p>Bei der Reinigung von Prozess- und Abgasen wird der Mechanismus der Desorption dazu genutzt, ein beladenes <a href="Adsorbens" title="Adsorbens">Adsorbens</a> zu regenerieren.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Dies geschieht in der Regel über <a href="Temperaturwechsel-Adsorption" title="Temperaturwechsel-Adsorption">Wärmeeintrag</a> oder <a href="Druckwechsel-Adsorption" title="Druckwechsel-Adsorption">Druckabsenkung</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.theguardian.com/science/2007/sep/06/research.gadgets">Boldly going where no mass spectrometer has gone before</a> – Einsatz der ionenstimulierten Desorption in Kombination mit einem <a href="Massenspektrometrie" title="Massenspektrometrie">Massenspektrometer</a> (englisch)</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">VDI 3674:2013-04 Abgasreinigung durch Adsorption; Prozessgas- und Abgasreinigung (Waste gas cleaning by adsorption; Process gas and waste gas cleaning). Beuth Verlag, Berlin. S. 15.</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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</div>

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</body></html>