Akış tüpü reaktörleri atmosferik organik partikül maddenin üretim süreçlerini taklit etmek için inşa edilmiştir ve partikül maddenin mekanizmasını, süreçlerini ve karakterizasyonunu incelemek için kullanılır. Bir akış tüpü reaktörü kullanmanın avantajı, aerosol parçacıklarının çok çeşitli parçacık sayısı ve kütle konsantrasyonları arasında hızlı sentezini sağlamasıdır. Burada sunulan kurulum için akış tüpü reaktörü, akış reaktörü içindeki farklı zaman noktalarında organik partikül maddeyi örnekleyebilen hareket ettirilebilir bir enjektörle donatılmıştır.
Akış tüpünden çıkan partikül madde, tarama hareketliliği parçacık sizedr ve aerosol parçacık kütle spektrometresi de dahil olmak üzere çeşitli çevrimiçi ve çevrimdışı teknikler tarafından analiz edilir. Ve ayrıca partikül filtreleri üzerine örnek olacaktır. Akış tüpü post analiz deneyleri ve üretilen partikül maddenin hızlı çevrimiçi ve çevrimdışı analizi ni yapmak için uygun bir reaktör platformudur.
Atmosferik parçacıklar iklim, insan sağlığı ve görünürlük etkilerinin bir parçası olmuştur. Organik partikül konularda üretim mekanizması, ancak hala yetersiz karakterize kalır ve zeki değildir. Bu sorunu çözmek için bir yaklaşım bize oluşumu ve organik partikül madde için reaksiyon mekanizması anlamamıza yardımcı laboratuvar çalışmaları gerçekleştirmek için bir akış tüp reaktör kullanmaktır.
Akış tüpü reaktörü üç bölümden oluşur. Akış tüpü deneyinin ilk bölümü organik öncül enjeksiyonudur. Enjeksiyon sistemi üç elementten oluşur.
Bir şırınga pompası, bir cam şırınga ve üç gecikmeli cam ampul. Organik çözelti sürekli cam ampul içine syring pompa kullanılarak enjekte edilir, ve sonra buharlaşır. Sonra buhar, bir parçacık popülasyonu üretmek için reaksiyonların gerçekleştiği akış tüpüne temizlenir.
Akış tüpü reaktörünün ikinci bölümü akış tüpünün kendisinden ve aynı zamanda hareketli bir örnekleyiciden oluşur. Hareketli örnekleyici, akış tüpü içindeki parçacıkların oturma süresini üç saniyeden 42 saniyeye kadar kontrol edebilir, bu nedenle bu organik parçacıklar için aşındırıcı mekanizmayı incelememize ve pıhtılaşma ve yoğuşma arasındaki brüt mekanizmayı değiştirmemize yardımcı olabilir. Akış tüpü reaktör sisteminin son parçası organik parçacıkları analiz eden aletlerdir.
Tarama hareketliliği parçacık boyutlayıcımız ve aerosol parçacık kütle analizörü, kütle konsantrasyonunu incelemek ve akış tüpünden çıkan parçacıkların şeklini incelemek için elimizde. Akış tüpü deneyinin gerçekleştirilmesi için protokoller aşağıda gösterilmiştir. Akış tüpü reaktörünün gaz faz enjeksiyonu.
Deneylerin amacına bağlı olarak, çok çeşitli uçucu organik bileşikler deney için organik öncü olarak kullanılabilir. Alfa pinen akış tüp reaktörü içine organik öncül enjekte prosedürü için bir örnek olarak burada kullanılır. Alfa pinen bir mililitre çekmek ve daha sonra elli mililitre hacimsel şişe sıvı aktarmak için bir mikro-pipet kullanın.
50 mililitre hacimsel şişe doldurmak için iki butanol kullanın, bundan sonra bir ila 49 oranında alfa pinen seyreltme. Solvent ve çözünür iyice karıştırmak için hacimsel şişe çalkalayın. Alfa pinen çözeltisini geri çekmek için beş mililitrelik bir şırınga kullanın.
Şırıngayı çözeltiyle üç kez durulayın ve tüm şırıngayı doldurun. Şırıngadaki kabarcıkları çıkarın. Şırıngayı keskin bir iğneye bağlayın ve şırıngayı şırınga enjektörüne taşıyın.
Çözeltiyi buharlaştırmak için iğne ucunu yuvarlak alt şişeye takın. Isıtma bandının gücünü ayarlayarak buharlaştırıcı şişeyi 135 artı veya eksi bir dereceye ısıtın. Kütle akış kontrol hızını dakikada 5 standart litreye ayarlayın.
Amaç buharlaştırmak ve şırınga enjekte alfa pinen taşımak için dakikada saflaştırılmış hava 5 standart litre nazik bir akış tanıtmaktır. Şırınga enjektörüne açın ve fırlatma oranını kullanıcı tarafından belirlenen değere ayarlayın. Bir ozon jeneratörü aracılığıyla dakikada dört standart litre hava pasif akışı.
Ozon jeneratörü açın. Jeneratör içinde UV lambası kalkan cam tüp uzunluğu ayarlayarak uygun değerlere ozon konsantrasyonu kontrol edin. Ozon konsantrasyon uytma monitörünü açın.
Ozon konsantrasyonu stabilize olduktan sonra deneyler yapın. Akış tüpü reaktörünün parçacık üretimi. Akış tüpü reaktörü içindeki hareketli numune borusu borularının konumunu ayarlamak için akış tüpü reaktörünün ucundaki kapağı sökün.
Farklı ikamet süreleri elde etmek için daha sonra hareketli örnekleyici boru farklı pozisyonları değiştirin. En kısa oturma süresini elde etmek için hareketli numuneyi akış tüpü reaktörünün başına yerleştirin. En uzun oturma süresini elde etmek için akış tüpü reaktörünün sonuna hareketli numuneyi yerleştirin.
Bir sıcaklık kontrollü çift duvarlı, su ceketli, paslanmaz çelik kutu akış tüp reaktör house. Her deneme kümesinden önce bir sızıntı denetimi ve su seviyesi kontrolü gerçekleştirin. Su sirkülasyonundaki termostatın sıcaklığını 20 dereceye ayarlayın.
Ana bilgisayardaki sıcaklık kayıt yazılımını açın ve veri örnekleme süresini 10 saniyeye ayarlayın. Kayıt düğmesini çalıştırırken sıcaklık sensöründen ölçülen sıcaklığı kaydedin. Basınç monitörü yazılımını açın ve örnekleme aralığını 10 saniyeye ayarlayın.
Örnekleme uzunluğunu 36.000 puana ayarlayın. Akış tüpü reaktörünün üretilen parçacık popülasyonunun karakterizasyonu. Akış tüpü reaktörünün çıkışını elektrostatik dirençli boru ile taramalı hareketliparçacık boyutlayıcıya bağlayın.
Sayı çapı dağılımını kaydeden yazılımı başlatın. Uygun değerlere yeni bir dosya ve her parametre oluşturun. Tamam düğmesine tıklayarak akış tüpü reaktöründen çıkan parçacıkların sayı çap dağılımlarını kaydedin.
Akış tüpündeki havanın nemini ayarlamak için bir su kabarcığı iki girişini iki maske akış denetleyicisine bağlayın. İki girişin akış hızını dakikada sıfırdan 10 standart litreye ayarlayarak, havanın bağıl nemini %5'ten %95'ten fazlaya doğru değiştirin Su kabarcığı çıkışını Nafion tüpünün saf hava girişine bağlayın. Akış tüpü reaktörünün çıkışını Nafion tüpünün ana numune girişine bağlayın.
Nafion tüpünün çıkışına bağıl bir nem sensörü bağlayın. Örnekleme havasının bağıl nemini ölçmek için. Bağıl nem kontrol kurulumunu diferansiyel mobilite analizörü girişine bağlayın.
Diferansiyel mobilite analizörünün çıkışını elektrostatik dirençli boru ile APM cihazının girişine bağlayın. APM çıkışını yoğuşma parçacık sayacına bağlayın. İlgili güç düğmelerine basarak APM cihazını ve APM kontrol kutusunu açın.
Aygıtın bilgisayardaki yazılım arabiriminden çalıştırılabilmek için APM denetim kutusundaki Uzaktan düğmesini tıklatın. APM kontrol yazılımını açın. Videoda gösterildiği gibi Dosya ve Yükle düğmelerini tıklatarak önceden ayarlanmış bir tarama dosyasını yükleyin.
APM aracının veri toplamaya başlaması için APM kontrol yazılımının Başlat düğmesini tıklatın. Herhangi bir kirletici kaldırmak için metanol su ve tekrar metanol bir döngü ile silikon substrat temizleyin. Hafif bir azot akışı kullanarak substrat kurulayın.
Temiz substratı nanometre aerosol örnekleyicinin elektrotunun üzerine yerleştirin. Toplama sırasında sabit tutmak için substrat kenarını bantla sabitleyin. Nanometre aerosol örnekleyicisini açın.
Voltajı eksi 9.9 kilovolta ayarlayın. Akış oranlarını dakikada 1,8 litreye ayarlayın. Daha sonra, nanometre aerosol örnekleyici toplanan parçacıklar ile yüklü silikon substrat çıkarın.
Elektron, mikroskop veya yüzey analizini tarayarak morfoloji gibi alt tabakadaki parçacıkların daha fazla analizini yapın. Temsili sonuçlar. Seçilen alfa pinen ve ozon konsantrasyonlarına bağlı olarak üretilebilen organik partikül maddenin sayı ve kütle konsantrasyonları vardır.
Bu tabloda gösterildiği gibi, bu koşullar 4.4 artı veya eksi 6-6.3 artı veya eksi 7 kez 10 santimetre küp başına beş parçacık ve 10 kütle konsantrasyonları 1-10 metre küp başına dört mikrogram üretti. Parçacık popülasyonunun dinamik özelliklerinin evrimi akış tüpü reaktörü içinde incelenebilir. Bu rakam, bu deney için aerosol parçacık popülasyonunun sayı çap dağılımlarını göstermektedir.
Toplam sayı konsantrasyonu ve partiküllerin mod çapı ikamet süresi ile artmıştır. Parçacık kütlesi ve hareketlilik çapları parçacık alt popülasyonu ndaki dinamik şekil faktörkaisini hesaplamak için kullanıldı. Bu şekil, akış tüpünden çeşitli hareketlilik çaplarında ve nem seviyelerinde çıkan parçacıkların dinamik şekil faktörlerini göstermektedir.
RH arttıkça, kai her üç popülasyon için de %35 bağıl nemde 1,02 artı veya eksi 01 nihai değere ulaşan ve küresel parçacıklara karşı bir belirsizlikle karşılık gelen azalmıştır. Yukarıda açıklanan akış tüpü reaktörü, fiziksel veya kimyasal özellikleri ve organik parçacıkların evrimi çalışmaları için harika bir araçtır. Ancak, göreceli kısa ikamet süresi ve yüksek öncül konsantrasyonu yakın ortam koşulları altında oluşan organik parçacıklar çalışma yeteneğini sınırlar.
Akış tüpünün parçacıkları çok geniş bir kitle konsantrasyonu ve sayı konsantrasyonları aralığında sentezleyebildiği ve bir parçacığın brüt kısmını pıhtılaşmadan yoğuşmaya kadar ayırt etmek için çok uygun olduğunu gösterdik. Akış tüpü de göreceli yüksek kütle altında organik parçacıkların toplanması için uygundur.
