Name: production and measurement of organic particulate matter in a flow tube reactor
Uploaded: 2018-12-15T13:00:00
Duration: 13 min 29 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Production and Measurement of Organic Particulate Matter in a Flow Tube Reactor at JoVE.com

Bu malzeme Ulusal Bilim Vakfı çevre kimyasal Bilimler Programı hibe No 1111418, atmosferik Yerbilimleri bölümü, ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) altında altında Kimya Bölümü tarafından desteklenen çalışma üzerine kuruludur 1524731, hem de Harvard öğretim Yayın Ödülü verin. Biz yararlı tartışmalar ve deneyler ile yardım için Mona Shrestha, Adam Bateman, Pengfei Liu ve Mikinori adına kabul.

1. gaz fazlı enjeksiyon akış tüp reaktör
<ol><li>
Organik habercisi enjeksiyon Not: Tüm donanım ve yazılım deneme sırasında kullanılan Malzemeler tablobulunabilir. Deneyler amacına bağlı, uçucu organik bileşikler geniş bir deneme için organik habercisi kullanılabilir. Α-Pinene kullanılır burada organik habercisi akış tüp reaktör enjekte ederek örnek yordam olarak.<ol>
<li>Bir micropipette 1.00 mL α-pinene elde etmek için kullanın. Sıvı 50.00 mL volumetric flask aktarın.</li>
		<li>2-butanol 50.00 ml, böylece α-pinene 1:50 oranında tarafından sulandrarak hacimsel şişeye doldurmak için kullanın. Çözücü ve çözünen iyice karıştırmak için volumetric flask sallamak.</li>
		<li>α-pinene çözümü geri çekmek için bir şırınga (5,00 mL) kullanın. Üç kez ile çözüm şırınga durulama ve daha sonra çözüm ile doldurun.</li>
		<li>Şırınga (25 ölçer, 2 inç uzun) bir keskin iğne bağlayın. Şırınga bir şırınga enjektör üzerine yerleştirin. İğne ucu bir buharlaştırıcı yuvarlak alt şişesi (25 mL) yerleştirin. Buharlaştırıcı şişeye 135 ± 1 ° C teyp Isıtma tarafından ön ısı.</li>
		<li>0.5 saf sLpm hava buharlaştırmak ve α-pinene--dan belgili tanımlık tenkıye enjekte uzağa taşımak için nazik bir akışını tanıtmak. Saflaştırılmış hava jeneratör aynı güç kaynağı olarak saf hava ikmal durdurulursa yuvarlak alt şişeye ısınma önlemek için Isıtma teyp takın.</li>
		<li>Şırınga enjektör açmak ve enjeksiyon hızı uygun bir değer ayarlayın. Enjeksiyon hızı Clausius-Clapeyron denklemi gaz debisi, istenen VOC konsantrasyon ve şırınga boyutu uygulayarak hesaplayın. Örneğin, 4,5 sLpm toplam akışı için α-pinene 125 App ulaşmak için 11.7 μL/h α-pinene ve 2-butanol karışımı bir enjeksiyon hızı gerektirir. Butanol veya α-pinene hacimsel konsantrasyonu organik bileşikler ulaşmak zor sınırı önlemek için yuvarlak alt balonun içinde % 1'den az olduğundan emin olun.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Ozon Enjeksiyon
	<ol>
<li>Hava akışını 4.00 sLpm bir ozon jeneratör geçmek.</li>
		<li>Ozon jeneratörü kapatın. Ozon konsantrasyonu uygun değerleri için UV lambası jeneratör içinde koruyucu cam tüp uzunluğunu ayarlayarak kontrol. Ozon ve VOC oranları arasında iki porsiyon büyüklükleri deneme amacına bağlı olarak değişebilir. VOC tam deneme sırasında tepki için gerekliyse, ozon konsantrasyonu 10 kat aşan ozon olduğundan emin olmak için VOC konsantrasyonu daha yüksek olmalıdır.</li>
		<li>Ozon konsantrasyonu monitörde açın ve ozon monitör bilgisayara bağlayın. Ozon monitör okuma erişim ve ozon monitörden (Şekil 2) elde edilen verileri kaydetmek için terminal okuyucu bilgisayar yazılımı kullanma. Ozon konsantrasyonu stabilize sonra deneyler gerçekleştirin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. parçacık akışı tüp reaktör imalatı
<ol><li>
İkamet süresi düzeltilmesi
	<ol>
<li>Sökün kap, akış tüp reaktör içinde tüp hareketli örnekleyici konumunu ayarlamak için akış tüp reaktör sonuna. Değiştirmek daha sonra 3 farklı ikamet süreleri elde etmek için tüp hareketli örnekleyici farklı konumları 38 s10s.</li>
		<li>Her deneme sırasında akış tüp reaktör içinde üretilen parçacıklar ikamet süresi ayarlamak için hareketli örnekleyici konumunu değiştirin.</li>
		<li>En kısa ikamet süresi elde etmek için akış tüp reaktör (gaz girişi 0,10 m) başında hareketli örnekleyici yerleştirin (3 s). En uzun kalma süresi elde etmek için akış tüp reaktör (gaz girişi 1.30 m) sonunda hareketli örnekleyici yerleştirin (38 s).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sıcaklık kontrolü için parçacık üretim
	<ol>
<li>Akış tüp reaktör bir ısı kontrollü, Çift duvarlı, water-jacketed paslanmaz çelik kutu içinde ev. Bir sızıntı kontrol ve su seviyesi kontrol deneyleri her kümesi önce gerçekleştirin.</li>
		<li>Su sirkülatörün 20.0 ° c termostat sıcaklığını ayarla Not: Bir deney süresince sıcaklık fazla 0.1 ° c tarafından değişir.</li>
		<li>Ana bilgisayarda kayıt yazılımı sıcaklık açmak ve küme verileri örnekleme süresi 10 s (Şekil 3). Sıcaklık sensörü Akış tüp orta noktasında yer almaktadır. Kaydet düğmesini açarken sıcaklık sensörü ölçülen sıcaklık oturum başlatın.</li>
		<li>4-6 h. Stabilize sıcaklık için sıcaklık deneme yapmadan önce kaydedin. Not: Akış tüp Reaktör sıcaklığı dalgalanma ± 0.1 ° C bir 24 saatlik dönemde daha azdır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Basınç izleme sistemi
	<ol>
<li>Akış tüp çıkışına bir ¼ inch bağlayıcı ve ana bilgisayar ile bir basınç monitörü bağlayın</li>
		<li>Basınç monitör yazılımı (Şekil 4) açın ve ardından Dosya | Yeni | 10'a yeniden örnekleme aralığını ayarlamak için Zaman/örnek Aralık s.</li>
		<li>Toplam veri noktaları için 36.000 puan örnekleme uzunluğu ayarlamak için tıklatın. Verileri kaydetmek için Tamam ' ı tıklatın. Not: Çıkış basıncı akış tüp içindeki basıncı stabil düşündüren bir 24 saatlik dönemde ± 0,01 atm içinde kalır.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. akış tüp reaktör nüfusu üretilen parçacık karakterizasyonu
<ol><li>
Sayı-çapında dağıtımları
	<ol>
<li>Akış tüp reaktör çıkış tarama bir hareketlilik parçacık sizer (SMPS) tarafından dayanıklı elektrostatik tüp takın. Benzer enstrümanı SMPS yerine sayı-çapında dağıtımları ölçmek için kullanabilirsiniz. Not: Ayrıntılı yordamlar işletim veya SMPS sorun giderme, kılavuzda bulunabilir.</li>
		<li>Sayı-çapında dağıtım kaydeder yazılımını başlatın. Yanında tıkırtı üstünde A yeni dosyası oluşturyeni bir dosya oluşturun. Şekil 5' te gösterilen her parametre ayarlayın. Akış tüp reaktör Tamam butonuna basarak çıkılıyor parçacıklar numarası-çapı dağılımları kaydedin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Bağıl nem kontrolü
	<ol>
<li>Bir su bubbler iki giriş iki kütle akış denetleyicisi (MFCs) akış tüp kılıf havada nem ayarlamak için bağlayın. < %5 için > %95 bağıl nem kılıf hava değiştirmek için 0-10 sLpm gelen iki giriş akış hızı ayarlayın.</li>
		<li>Su bubbler çıkış geçirgen membran tüp kılıf hava girişi için bağlayın. Akış tüp reaktör çıkış aynı geçirgen membran tüp ana örnekleme koya bağlayın.</li>
		<li>Bağıl nem (RH) sensör örnekleme hava RH ölçmek için geçirgen membran tüp prizine takýn.</li>
		<li>RH veri kaydetmek için program için Başlat düğmesini tıklatın, dosya adını girmeyi ve Kaydet düğmesini tıklatarak ölçme RH başlatın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Kütle ve SOM parçacıkların dinamik şekil faktörü
	<ol>
<li>Bağıl nem kontrol kurulumu için bir fark hareketlilik analyzer (DMA) giriş çıkış üç-ayak-uzun dayanıklı elektrostatik tüp ile bağlanır. DMA çıkış APM enstrüman koya bir-ayak-uzun dayanıklı elektrostatik tüp tarafından bağlayın. APM çıkış bir yoğunlaşma parçacık sayaç (TBM) bağlayın. Not: Ayrıntılı yordamlar işletim veya DMA ve TBM sorun giderme, kılavuzda bulunabilir.</li>
		<li>APM enstrüman ve APM denetim kutusu ilgili güç düğmelerine basarak açın. Böylece alet-ebilmek var olmak işletmek içinde belgili tanımlık bilgisayar yazılımı arabiriminden APM Denetim kutusunda Uzaktan düğmesini tıklatın.</li>
		<li>APM kontrol yazılımı üzerinde açın. Bir önceden belirlenmiş tarama dosyası (Şekil 6) Dosya ve Yük düğmelerini tıklatarak yükleyin.</li>
		<li>APM enstrüman veri toplamaya başlaması APM kontrol yazılımı üstünde belgili tanımlık başlamak düğme'yi tıklatın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Parçacık akışı tüp reaktör koleksiyonundan
	<ol>
<li>Üç feet uzunluğundaki dayanıklı elektrostatik tüp tarafından bir nanometre aerosol örnekleyici (NAS) akış tüp prizine takýn.</li>
		<li>Silikon substrat (prime grade, direnç 1-10 Ω∙cm) bir döngüsü ve metanol, su, tekrar metanol tarafından temiz. Azot nazik akışı kullanarak substrat kuru.</li>
		<li>NAS'ın elektrot üzerine temizlenmiş substrat yerleştirin. Belgili tanımlık substrate sırasında toplama22sabit tutmak için bant ile kenarına güvenli.</li>
		<li>NAS üzerinde açın. Gerilim-9.9 için ayarla kV. Akış hızı 1,8 için ayarla Lpm.</li>
		<li>12-36 h. için çalıştırmanız, NAS toplanan parçacıklar ile dolu silikon substrat kaldırmak için örnekleme enstrüman açın. Daha fazla analiz parçacıkların substrat morfoloji SEM7'yi veya yüzey analiz9gibi gerçekleştirin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Hallquist, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+formation,+properties+and+impact+of+secondary+organic+aerosol:+current+and+emerging+issues.">The formation, properties and impact of secondary organic aerosol: current and emerging issues.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 9 (14), 5155-5236 (2009).</li><li>Fehsenfeld, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emissions+of+volatile+organic+compounds+from+vegetation+and+the+implications+for+atmospheric+chemistry.">Emissions of volatile organic compounds from vegetation and the implications for atmospheric chemistry.</a> Global Biogeochemical Cycles. 6 (4), 389-430 (1992).</li><li>Kroll, J. H., Seinfeld, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemistry+of+secondary+organic+aerosol:+Formation+and+evolution+of+low-volatility+organics+in+the+atmosphere.">Chemistry of secondary organic aerosol: Formation and evolution of low-volatility organics in the atmosphere.</a> Atmospheric Environment. 42 (16), 3593-3624 (2008).</li><li>Zaera, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regio-,+stereo-,+and+enantioselectivity+in+hydrocarbon+conversion+on+metal+surfaces.">Regio-, stereo-, and enantioselectivity in hydrocarbon conversion on metal surfaces.</a> Acc Chem Res. 42 (8), 1152-1160 (2009).</li><li>Seinfeld, J. H., Pandis, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Atmospheric Chemistry and Physics: from air pollution to climate change. , (2006).</li><li>Duncianu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developement+of+a+New+Flow+Reactor+for+Kinetic+Studies.+Application+to+the+Ozonolysis+of+a+Series+of+Alkenes.">Developement of a New Flow Reactor for Kinetic Studies. Application to the Ozonolysis of a Series of Alkenes.</a> The Journal of Physical Chemistry A. 116 (24), 6169-6179 (2012).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changing+shapes+and+implied+viscosities+of+suspended+submicron+particles.">Changing shapes and implied viscosities of suspended submicron particles.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 15 (14), 7819-7829 (2015).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Aerosol-Phase+State+on+Secondary+Organic+Aerosol+Formation+from+the+Reactive+Uptake+of+Isoprene-Derived+Epoxydiols+(IEPOX).">Effect of Aerosol-Phase State on Secondary Organic Aerosol Formation from the Reactive Uptake of Isoprene-Derived Epoxydiols (IEPOX).</a> Environmental Science &amp; Technology Letters. 5 (3), 167-174 (2018).</li><li>Shrestha, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+surface+order+and+disorder+of+&#945;-pinene-derived+secondary+organic+material.">On surface order and disorder of &#945;-pinene-derived secondary organic material.</a> Journal of Physical Chemistry A. , (2014).</li><li>Tolocka, M. P., Saul, T. D., Johnston, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+Uptake+of+Nitric+Acid+into+Aqueous+Sodium+Chloride+Droplets+Using+Real-Time+Single-Particle+Mass+Spectrometry.">Reactive Uptake of Nitric Acid into Aqueous Sodium Chloride Droplets Using Real-Time Single-Particle Mass Spectrometry.</a> The Journal of Physical Chemistry A. 108 (14), 2659-2665 (2004).</li><li>Heaton, K. J., Dreyfus, M. A., Wang, S., Johnston, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oligomers+in+the+Early+Stage+of+Biogenic+Secondary+Organic+Aerosol+Formation+and+Growth.">Oligomers in the Early Stage of Biogenic Secondary Organic Aerosol Formation and Growth.</a> Environmental Science &amp; Technology. 41 (17), 6129-6136 (2007).</li><li>Huang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Caltech+Photooxidation+Flow+Tube+reactor:+design,+fluid+dynamics+and+characterization.">The Caltech Photooxidation Flow Tube reactor: design, fluid dynamics and characterization.</a> Atmospheric Measurement Techniques. 10 (3), 839-867 (2017).</li><li>Shrestha, M., Zhang, Y., Ebben, C. J., Martin, S. T., Geiger, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibrational+sum+frequency+generation+spectroscopy+of+secondary+organic+material+produced+by+condensational+growth+from+&#945;-pinene+ozonolysis.">Vibrational sum frequency generation spectroscopy of secondary organic material produced by condensational growth from &#945;-pinene ozonolysis.</a> Journal of Physical Chemistry A. 117 (35), 8427-8436 (2013).</li><li>Ng, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+First-+Products+to+Secondary+Organic+Aerosols+Formed+in+the+Oxidation+of+Biogenic+Hydrocarbons.">Contribution of First- Products to Secondary Organic Aerosols Formed in the Oxidation of Biogenic Hydrocarbons.</a> Environmental Science &amp; Technology. 40, 2283-2297 (2006).</li><li>Heuchel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+energy+distribution+function+from+liquid/solid+adsorption+measurements.">Evaluation of the energy distribution function from liquid/solid adsorption measurements.</a> Langmuir. 9 (10), 2547-2554 (1993).</li><li>Sefler, G. A., Du, Q., Miranda, P. B., Shen, Y. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+crystallization+of+liquid+n-alkanes+and+alcohol+monolayers+studied+by+surface+vibrational+spectroscopy.">Surface crystallization of liquid n-alkanes and alcohol monolayers studied by surface vibrational spectroscopy.</a> Chemical Physics Letters. (3-4), 347-354 (1995).</li><li>Li, G., Dhinojwala, A., Yeganeh, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interfacial+structure+and+melting+temperature+of+alcohol+and+alkane+molecules+in+contact+with+polystyrene+films.">Interfacial structure and melting temperature of alcohol and alkane molecules in contact with polystyrene films.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 113 (9), 2739-2747 (2009).</li><li>Ehara, K., Hagwood, C., Coakley, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+method+to+classify+aerosol+particles+according+to+their+mass-to-charge+ratio-aerosol+particle+mass+analyser.">Novel method to classify aerosol particles according to their mass-to-charge ratio-aerosol particle mass analyser.</a> Journal of Aerosol Science. 27 (2), 217-234 (1996).</li><li>Kuwata, M., Zorn, S. R., Martin, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+elemental+ratios+to+predict+the+density+of+organic+material+composed+of+carbon,+hydrogen,+andoxygen.">Using elemental ratios to predict the density of organic material composed of carbon, hydrogen, andoxygen.</a> Science &amp; Technology. (2), 787-794 (2011).</li><li>Liu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Viscous+States+Affect+the+Browning+of+Atmospheric+Organic+Particulate+Matter.">Highly Viscous States Affect the Browning of Atmospheric Organic Particulate Matter.</a> ACS Central Science. 4 (2), 207-215 (2018).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetically+Controlled+Glass+Transition+Measurement+of+Organic+Aerosol+Thin+Films+Using+Broadband+Dielectric+Spectroscopy.">Kinetically Controlled Glass Transition Measurement of Organic Aerosol Thin Films Using Broadband Dielectric Spectroscopy.</a> Atmos. Meas. Tech. 11 (6), 3479-3490 (2018).</li><li>Liu, P., Zhang, Y., Martin, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+refractive+indices+of+thin+films+of+secondary+organic+materials+by+spectroscopic+ellipsometry+from+220+to+1200+nm.">Complex refractive indices of thin films of secondary organic materials by spectroscopic ellipsometry from 220 to 1200 nm.</a> Environmental Science &amp; Technology. 47 (23), 13594-13601 (2013).</li><li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamic+shape+factor+of+sodium+chloride+nanoparticles+as+regulated+by+drying+rate.">The dynamic shape factor of sodium chloride nanoparticles as regulated by drying rate.</a> Science and Technology. 44 (11), 939-953 (2010).</li><li>Cui, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+Hydrophilic+Interaction+Liquid+Chromatography+(Hilic)+Method+for+the+Chemical+Characterization+of+Water-Soluble+Isoprene+Epoxydiol+(Iepox)-Derived+Secondary+Organic+Aerosol.">Development of a Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography (Hilic) Method for the Chemical Characterization of Water-Soluble Isoprene Epoxydiol (Iepox)-Derived Secondary Organic Aerosol.</a> Environmental Science: Processes &amp; Impacts. , (2018).</li></ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının bildirin.

Akış tüp reaktör koşullarda ayarlayarak, SOA geniş aralığı parçacıklar iyi tanımlanmış numara konsantrasyonları ve kitle konsantrasyonları ile üretilmektedir. Büyüme mekanizması da condensational büyüme ve parçacıklar farklı şekillerle şekillendirme koagülatif büyüme modları arasında değiştirilebilir. İletişim kuralı kritik adımlar akış tüp reaktör göreli istikrarlı sıcaklığını korumak ve ozon konsantrasyonu ozon jeneratörü dışarı sabitleme içerir. Hareketli enjektör konumunu ikamet süresi aynı deneyler yinelenen muaftır böylece her zaman dikkatle kaydedilmesi gerektiğini unutmamak önemlidir.
Parçacık konsantrasyonu akış tüp reaktör üzerinden beklenenden farklı gibi görünüyor birkaç sorun giderme yordamları yapılabilir. Akış tüp reaktör hava geçirmez bir inceleyin önce gerçekleştirilir. Hava geçirmez sınav numarası-çap ölçüm aleti giriş ve 1-butanol çözüm tükenmesi için TBM tıkanma gibi tüm potansiyel arıza olanakları dışlamak için denetlenmesi gerekiyor.
Bu nedenle, yukarıda açıklanan akış tüp reaktör Fizikokimyasal özellikleri ve çok çeşitli konsantrasyonları yayılan organik aerosoller evrimi çalışmak için yararlı bir araçtır. Diğer aerosol üretimi sistemleri ile karşılaştırıldığında, akış tüp reaktör hızlı bir şekilde aerosol parçacıkları parçacık sayısı ve kitle konsantrasyonları13, çeşitli yüksek toplu yükleme örnekleme özellikle yararlı olan üretebilir. Akış tüp reaktör de evrim ve büyüme aerosol parçacıklarının üzerinde çalışma sağlayan hareketli bir örnekleyici ile donatılmıştır. Öte yandan, reaktör nispeten kısa ikamet süresi ve yakın çevredeki reaksiyon koşulları taklit yeteneğini sınırlayan bir nispeten yüksek habercisi konsantrasyonu vardır. Geleceğin iş akışı tüp reaktör içeren fotoğraf-oksidasyon akış tüp reaktör içinde yapılabilir böylece iç duvarlar üzerine ultraviyole ışık eklemektir. β-caryophyllene ve olmak limonen,24de okudu gibi yerde diğer VOC Reaktanları için planları vardır.

Biyosfer ve antropojenik aktiviteler yayılan uçucu organik bileşikler (VOC) reaksiyonları (ozon veya OH radikaller) gibi ile atmosferde ikincil oksijenli bileşiklerin1,2üretmek için tabi. Bazı bu bileşiklerin onların düşük volatilite nedeniyle sonuçta atmosferik PM1,3,4kütle konsantrasyonu için katkıda bulunur. Atmosferik parçacıkların iklim, insan sağlığı ve görünürlük5üzerinde önemli etkileri vardır. Organik PM, üretim mekanizmaları ancak, hem nitelik hem de nicelik, numarası ve kitle konsantrasyonları yanı sıra fiziksel ve kimyasal özelliklerini tahmin etmek için yeterince karakterize ve anlaşılır, kalır. Böylece atmosferik organik PM, üretim süreçlerinin taklit için akış tüp reaktörler kullanın laboratuar çalışmaları kolaylaştırmak mekanik, süreç ve6 PM karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirmek için bu bilgi köprü için bir yaklaşım olduğunu ,7,8,9,10,11,12. Akış tüp reaktör aerosol parçacıkları parçacık sayısı ve kitle konsantrasyonları13çeşitli hızlı sentezini sağlar.
Bu da çalışmanın, video malzeme kullanımı ile organik PM Mikronaltı ölçekli parçacıkları baskın atmosferik monoterpene (sırasıyla α-pinene) ozonolysis olduğu gibi üretim ilk açıklanan bir akış tüp reaktör açıklanır Shrestha vd. 13 kısaca, akış tüp bardak 48.2 mm bir iç çapı ve 1.30 m uzunluğu ile yapıldı. Akış tüp biraz yukarıda ortam basıncı laminar akış rejimi (9,4 ± 0.5 Reynolds sayısı) ve bir ikamet süresi 38 ± 1 s 14ile ameliyat. Sıcaklık 25 ± 1 ° C akış için dolaşım chiller kullanarak su çift katmanlı bir özelleştirilmiş kutusunda o akış tüp reaktör konut olarak ayarlandı.
Akış tüplü reaktör sistemlerinin şematik bir komplo Şekil 1' de gösterilen. Saf Hava jeneratör 200-500 ppm ozon üreten bir ozon jeneratör geçer ultra-saf hava oluşturmak için kullanılır. Ek bir 0,50 sLpm saf hava akışının α-Pinene bir şırınga enjektör bir yuvarlak alt şişesi içinde tarafından enjekte buharlaşır için kullanılır. Α-Pinene 2-butanol seyreltme oranı 1:5015,16,17 daha önce şırınga enjektör içine kapanık 2-butanol o ozonolysis emin olmak için bir OH hazine hareket edebilir çünkü tek tepkisi oldu, ile önceden karışık akış tüp içinde meydana gelen. Yuvarlak alt şişeye 135 ± 1 ° C enjekte organik bileşiklerin hızlı buharlaşma sağlayan sıcak olduğu. Alıcılar da vardı α-pinene ve ozon akışı dik birbirlerine türbülans ve hızlı enjeksiyon noktada karıştırma ikna etmek için düzenlenmiştir. Akış tüp çıkış örnek toplama, boyutu dağıtım ölçüleri (tarafından tarama hareketlilik parçacık büyüklük-SMPS), parçacık yoğunluğu ölçüm ve egzoz arasında bölünmüş oldu. Reaksiyon koşulları yoğunlaşma koagülasyon parçacık büyüme karşılaştırıldığında göreli katkısını denetlemek için çeşitlidir. Akış tüp çıktısını akış tüp ve yanlış deneysel koşullarda bile yuvarlak alt balonun içinde basınç oluşturmak mümkün değil emin olmak için bir açık hava yormak kukuleta bağlanma en az bir satır olması gerekir. Üretilen parçacık nüfus özellikleri böylece ince ayarlanabilir. Akış tüp reaktör üretim farklı zaman noktalarında organik PM örnekleme etkinleştirme hareketli bir örnekleyici ile donatılmıştır. Üretilen parçacık nüfus sayısı-çapı dağılımı çeşitli akış tüp uzunluğu ölçülür. Bir APM parçacık toplu dağıtım ve morfolojisi ve üretilen parçacık nüfusun diğer fiziksel özellikleri hakkında bilgi veren dinamik şekil faktörü7,18,19, ölçer. 20 , 21 parçacıklar da nanometre parçacık örnekleyiciyi çevrimdışı görüntüleme için üzerinde bir SEM7,22tarafından toplanır. Dolaylı akış tüp reaktör ozonolysis deneyleri ve orada üretilen PM hızlı online ve offline analizini gerçekleştirmek için uygun bir ortam olmasıdır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:591px;" width="589">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">(-)-&#945;-pinene&#160;</td>
			<td style="width:74px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">305715</td>
			<td style="width:172px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-butanol&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">294810</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">5.00 mL syringe&#160;</td>
			<td style="width:74px;">Hamilton</td>
			<td style="width:123px;">201300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Aerosol particle mass analyzer</td>
			<td style="width:74px;">Kanomax</td>
			<td style="width:123px;">3600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Condensational particle counter</td>
			<td style="width:74px;">TSI</td>
			<td style="width:123px;">3022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Differential mobility analyzer</td>
			<td style="width:74px;">TSI</td>
			<td style="width:123px;">3081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Heating mantle</td>
			<td style="width:74px;">Cole-parmer</td>
			<td style="width:123px;">WU-36225-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Mass flow controller</td>
			<td style="width:74px;">MKS</td>
			<td style="width:123px;">M100B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Nafion tube</td>
			<td style="width:74px;">Perma Pure</td>
			<td style="width:123px;">MD-700-24F-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Nanometer aerosol sampler</td>
			<td style="width:74px;">TSI</td>
			<td style="width:123px;">3089</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Ozone generator</td>
			<td style="width:74px;">Jelight</td>
			<td style="width:123px;">600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Ozone monitor</td>
			<td style="width:74px;">Ecosensors</td>
			<td style="width:123px;">UV-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Pressure sensor</td>
			<td style="width:74px;">Omega</td>
			<td style="width:123px;">PX409</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">RH sensor</td>
			<td>Rotronic</td>
			<td style="width:123px;">60587161</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Round-bottom, three neck flask</td>
			<td style="width:74px;">Aceglass</td>
			<td style="width:123px;">6944-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Scanning electron microscope</td>
			<td style="width:74px;">Zeiss</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:172px;">Ultra plus FESEM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Scanning mobility particle sizer</td>
			<td style="width:74px;">TSI</td>
			<td style="width:123px;">3071A+3772</td>
			<td>electrostatic classifier is model 3071A and the condensational particle ocunter is 3772</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Silicon substrate</td>
			<td style="width:74px;">University Wafer</td>
			<td style="width:123px;">1707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Syringe Needle</td>
			<td style="width:74px;">Hamilton</td>
			<td style="width:123px;">90025</td>
			<td style="width:172px;">25 G, 2 inch</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Syringe pump</td>
			<td style="width:74px;">Chemyx</td>
			<td style="width:123px;">Fusion Touch 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:223px;">Temperature sensor and software</td>
			<td style="width:74px;">National Instrument</td>
			<td style="width:123px;">USB-TC01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">water circulator</td>
			<td style="width:74px;">Brinkmann</td>
			<td style="width:123px;">RC6</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

production and measurement of organic particulate matter in a flow tube reactor

Organik partikül madde (PM) giderek Dünya'nın iklim sisteminin yanı sıra kentsel halk sağlığı için önemli olarak kabul edilmektedir ve laboratuar çalışmaları için sentetik PM üretiminin yaygın bir zorunluluk haline gelmiştir. Burada, deneysel protokoller ile α-pinene ozonolysis bir akış tüp reaktör içinde aerosolize organik PM üretmek için yaklaşımlar göstermektedir. Yöntem boyutu dağılımları ve morfoloji aerosol partikülleri ölçmek için açıklanmıştır. Video akışı tüp reaktör ve ilgili araçları temel işlemleri gösterir. Videonun ilk bölümünü gaz-faz Reaktanlarının, ozonolysis ve organik PM üretim hazırlanması için yordam gösterir. Videonun ikinci kısmı üretilen parçacık nüfus özelliklerini belirlemek için yordamları gösterir. Parçacık sayısı-çapı dağıtımları parçacık büyüme, yani yoğunlaşma, koagülasyon veya ikisinin, reaksiyon şartlarına bağlı olarak farklı aşamalarında göster. Parçacık morfoloji bir aerosol parçacık kitle analizörü (APM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterizedir. Sonuçları koagülasyon belirli reaksiyon koşulları için gelen büyüdü küresel olmayan parçacıkların varlığını onaylamak. Deneysel sonuçlar da akış tüp reaktör nispeten yüksek konsantrasyonları ve kısa sürede çerçeveler için organik PM fiziksel ve kimyasal özelliklerini incelemek için kullanılabilir gösterir.

Reaksiyon koşullardan bir matris Tablo 1'de özetlenmiştir. Sayı aralığı ve kitle seçilen α-pinene ve ozon konsantrasyonları13bağlı olarak üretilen organik PM konsantrasyonları. Örneğin, ozon konsantrasyonu 43 ppm olduğunda tablo 1'de gösterildiği gibi α-pinene konsantrasyonu değişen 0,125-100 ppm (4,4 ± 0,6) üretmek olabilir (9.1 ± 0,3) × 106 particles∙cm3 ve kütle konsantrasyonları 10 × 105 1 ' e 104 µg∙m-3, anılan sıraya göre.
Parçacık nüfus dinamik karakteristiklerini evrimi akış tüp reaktör içinde okudu olabilir. Video gösteri yoluyla kullanılarak 50 ± 1 ppm ozon ve α-pinene 125 App bir deney yapılmıştır. Parçacık örnekleyici akış tüp içinde boyuna konumunu, çeşitli zamanlarda 3.0 ± 0.2-38 ± 1 s. Şekil 7 örnekleme bu deneme için aerosol parçacık nüfusunun sayı-çapı dağıtımları gösterir izin. Toplam sayı konsantrasyon ve parçacıkların modu çapı ile ikamet süresi arttı. Bir ikamet süresi 3 için s, yok parçacıkları tespit edildi. Uzun ikamet süreleri için parçacık nüfus elde edilen ve ölçülür. Modu çapı artar az 10 nm yaklaşık 50 nm 17 ± 0.5 s ikamet süresi 38 ± 1 s için bir artış. Karşılık gelen sayı toplama (8,6 ± 0.5) × 104 cm-3 (2,56 ± 0,07) × 105 cm3' e yükselmiştir.
Üç Çoğalt deneylerde APM Kur tarafından kaydedilen numara-kütle dağıtımları örnekleri Şekil 8' de gösterilmiştir. Parçacık kütle ve hareketlilik çapları dinamik şekil faktörü, χ, parçacık subpopulation genelinde hesaplamak için kullanılmıştır. Dinamik şekil faktörü χ gerçek bir parçacık birimi-eşdeğer küre23tarafından deneyimli sürükle zorla bölünmüş sürükle teşkilatta oranıdır. Son derece asferik parçacıklar önemli ölçüde daha büyük şekil faktörler var ise şekil faktörleri neredeyse küresel parçacıkların birlik yaklaşım. Şekil 9 dinamik şekil faktörleri çeşitli hareketlilik çapları ve nem düzeyi akış tüp çıkmadan parçacıkların gösterir. İlgili χ değerleri için < %5 RH edildi 1,21 ± 0,02, 1.09 ± 0,02 ve 1.08 ± 0.02 (bir-sigma belirsizlik), parçacık nüfusu büyük ölçüde küresel olmayan parçacıkların oluşturuldu düşündüren.
RH arttıkça, χ 1.02 ± 0,01 %35 RH, son değerini ulaşan ve küresel parçacıklara belirsizlik içinde karşılık gelen tüm üç nüfus için azalmıştır. Şekil 10 gösterir SEM görüntüleri maruz parçacıkların < %5 RH (sol sütun) ve %80 RH (sağ sütun). Küresel parçacıklar olarak Zhang ve ark. ayrıntılarıyla ele yüksek RH maruz kaldıktan sonra yuvarlak oldu görüntüleri göstermek 7. Yukarıdaki sonuçlar akış tüp reaktör çeşitli çevrimiçi ve çevrimdışı analiz sahip olduğunu gösterir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig1v2.jpg"> Resim 1 . Akış tüplü reaktör sistemlerinin şematik akış diyagramı. Kırmızı çizgiler ozon içeren akış gösterecek, α-pinene içeren akış ışık mavi çizgiler göstermek ve koyu mavi çizgiler organik PM akışının gösterecek. APM sistem bir DMA, bir APM ve birbirine bağlı bir TBM oluşur. Bu rakam daha önce Shreatha vd. ortaya 13 ve burada izni ile çoğaltılabilir.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig2v2.jpg"> Resim 2 . Grafik Kullanıcı arabirimi için izleme ve kayıt programı ozon.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig3v2.jpg"> Şekil 3 . Grafik Kullanıcı arabirimi için sıcaklık izleme ve kayıt programı.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig4v2.jpg"> Şekil 4 . Grafik Kullanıcı arabirimi için basınç izleme ve kayıt programı.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig5v2.jpg"> Şekil 5 . Grafik Kullanıcı arabirim numarası-çapında dağıtım programı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55684/55684fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig6v2.jpg"> Şekil 6 . APM program için grafik kullanıcı arabirim.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig7v2.jpg"> Şekil 7 . Boyut farklı ikamet zaman akış tüp parçacık nüfus dağılımı. Her boyut dağılımı için toplam sayı konsantrasyonları 1,69 × 10-1, 7.50 × 103, 8,58 × 104, 2.00 × 105, 2.33 × 105ve 2.56 × 105 parçacıklar cm-3 için 3, 10, 17, 25, 32 ve 38 ikamet kez vardır s, anılan sıraya göre. Gölgeli alanlarda parçacık boyutu dağıtım standart sapması vardır. Bu rakam daha önce Shreatha vd. ortaya 13 ve burada izni ile çoğaltılabilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55684/55684fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig8v2.jpg"> Şekil 8 . Bir örnek olarak ölçülen DMA APM sistemini kullanarak sayı-kütle dağılımın. Üç Çoğalt deneylerin sonuçlarını tekrarlanabilirlik göstermek için gösterilir. İki-sigma belirsizlik veri işaretçileri yaklaşık aynı boyutta olan hata çubukları ile temsil edilir. Satırları temsil eden veri için uygun bir normal dağılım. Apsis APM dönme hızı ve APM silindir duvarları arasında uygulanan gerilim hesaplanır. Arsa içinde gösterilen parçacıklar 700 App α-pinene ve 14 ppm ozon üretildi. 126.0 Merkez hareketlilik çapını nm DMA tarafından seçildi. Bu rakam daha önce Zhang ve ark. içinde ortaya 7 ve burada izni ile çoğaltılabilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55684/55684fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig9v2.jpg"> Şekil 9. Bağıl nem oranı artırmak için dinamik şekil faktörü. Paneli A: parçacıklar 700 App α-pinene ve 14, 25 ve 30 ppm ozon merkezi hareketlilik çapları, 126.0, 175.0 ve 190.0 olan parçacık nüfus için üretilen nm, anılan sıraya göre. Bağıl nem için çekim hızı 310 yapıldı s. Hata çubukları her panelinde iki sigma standart sapmayı temsil eder. Bu rakam daha önce Zhang ve ark. içinde ortaya 7 ve burada izni ile çoğaltılabilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55684/55684fig9large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55684/55684fig10v2.jpg"> Şekil 10. SEM görüntüleri parçacıkların 700 App α-pinene elde edilen ve 180.0 Merkezi hareketlilik çapı için örnek nm. Aerosol parçacıkları silis substrat 12 h için üzerinde toplanmıştır ve sonra 5 ile kaplı Pt/Pd nm. Elektron ışını voltajı 5 oldu kV ve çalışma mesafesi yapıldı 2.3 mm. sütun 1 gösterir dimer, trimer ve üst düzey aglomeralar, taneli monomer için < %5 RH. Kırmızı daireler monomerleri tanımlayın. %80 RH maruz kaldıktan sonra toplanan sütun 2 gösterileri yaklaşık küresel partiküller takip için kurutma tarafından < %5 RH. Bu rakam daha önce Zhang ve ark. içinde ortaya 7 ve burada izni ile çoğaltılabilir.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>O3 (ppm)</td>
			<td rowspan="4"></td>
			<td colspan="2" rowspan="4">0.15±0.02</td>
			<td rowspan="4">0.9±0.1</td>
			<td rowspan="4">5.7±0.2</td>
			<td rowspan="4">43±1</td>
			<td rowspan="4">194±2</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Α-pinene</td>
		</tr>
<tr>
<td>(ppm)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="4">0,125 ± 0,003</td>
			<td>Num. konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">0</td>
			<td>(1±1) × 102
</td>
			<td>(1.0±0.6) × 105
</td>
			<td>(4.4±0.6) × 105
</td>
			<td>(3.2±0.2) × 105
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mass konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">0</td>
			<td>(3±5) × 10-2
</td>
			<td>15±5</td>
			<td>11±3</td>
			<td>20±2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Modu çapı</td>
			<td colspan="2">0</td>
			<td>22±4</td>
			<td>60±5</td>
			<td>35±3</td>
			<td>34±2</td>
		</tr>
<tr>
<td>St. sapmayı Geo.</td>
			<td colspan="2">N/A</td>
			<td>1.2</td>
			<td>1.3</td>
			<td>1.3</td>
			<td>1.5</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="4">1,00 ± 0.03</td>
			<td>Num. konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">0</td>
			<td>(3.1±0.9) × 102
</td>
			<td>(1.5±0.2) × 105
</td>
			<td>(5.5±0.2) × 105
</td>
			<td>(5.8±0.4) × 105
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mass konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">0</td>
			<td>(9±3) × 10-3
</td>
			<td>61±9</td>
			<td>(52±0.1) × 102
</td>
			<td>(66±0.1) × 102
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Modu çapı</td>
			<td colspan="2">0</td>
			<td>33±7</td>
			<td>86±6</td>
			<td>84±3</td>
			<td>85±19</td>
		</tr>
<tr>
<td>St. sapmayı Geo.</td>
			<td colspan="2">N/A</td>
			<td>1.3</td>
			<td>1.4</td>
			<td>1.5</td>
			<td>1.7</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="4">10.0 ± 0. 3</td>
			<td>Num. konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">(2±2) × 101
</td>
			<td>(4.0±0.2) × 105
</td>
			<td>(6.0±0.7) × 105
</td>
			<td>(6.3±0.7) × 105
</td>
			<td>(1.8±0.2) × 106
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mass konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">0*
</td>
			<td>(1.6±0.2) × 102
</td>
			<td>(2.5±0.2) × 103
</td>
			<td>(1.19±0.02) × 104
</td>
			<td>(1.57±0.02) × 104
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Modu çapı</td>
			<td colspan="2">8±9</td>
			<td>81±2</td>
			<td>147±9</td>
			<td>245±38</td>
			<td>155±5</td>
		</tr>
<tr>
<td>St. sapmayı Geo.</td>
			<td colspan="2">1</td>
			<td>1.4</td>
			<td>1.4</td>
			<td>1.4</td>
			<td>1.5</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="4">100 ± 3</td>
			<td>Num. konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">(4.4±0.3) × 105
</td>
			<td>(8.3±0.3) × 105
</td>
			<td>(8.3±0.4) × 106
</td>
			<td>(9.1±0.2) × 106
</td>
			<td>(1.3±0.02) × 107
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mass konsantrasyonlu</td>
			<td colspan="2">35±3</td>
			<td>(8.6±0.1) × 102
</td>
			<td>(1.3±0.1) × 104
</td>
			<td>(1.6±0.04) × 105
</td>
			<td>(4.0±0.1) × 105
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Modu çapı</td>
			<td colspan="2">48±2</td>
			<td>88±5</td>
			<td>134±8</td>
			<td>262±12</td>
			<td>334±4</td>
		</tr>
<tr>
<td>St. sapmayı Geo.</td>
			<td colspan="2">1.4</td>
			<td>1.6</td>
			<td>1.5</td>
			<td>1.7</td>
			<td>1.9</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1. Numara konsantrasyonları (cm-3), kitle konsantrasyonları (µg m-3), mod çapı (nm) ve geometrik çapı standart sapma α-pinene ozonolysis tarafından üretilen parçacıkların. 1200 kg∙m3 malzeme yoğunluğu birim konsantrasyonları kitle konsantrasyonları çevrimi için kullanılan ve ikamet süresi 38 oldu s tüm deneyler için. * Parçacıklar mevcut olmasına rağmen kitle konsantrasyon algılama sınırın altına yapıldı. Bu tablo, daha önce Shreatha vd. ortaya 13 ve burada izni ile çoğaltılabilir.

Watch this Scientific Journal Video about Production and Measurement of Organic Particulate Matter in a Flow Tube Reactor at JoVE.com

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in a Flow Tube Reactor

Bu kağıt için akış tüp reaktör ve ilgili veri toplama işlemi yordamı açıklar. Bu deneyler ayarlama, veri kayıt ve organik aerosoller kimyasal ve fiziksel özellikleri hakkında yararlı bilgiler verir parçacık toplu bilgilerin yanı sıra numarası-çapında dağıtım oluşturma iletişim kurallarını gösterir.

Üretim ve akış tüp reaktör organik partikül madde ölçümü

Organic particulate matter (PM) is increasingly recognized as important to the Earth's climate system as well as public health in urban regions, and the ...

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.

Research

JoVE Journal

Environment

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

Bir Yukarı Akış Anaerobik Çamur Battaniyesi Reaktörde Deniz tortulları ve Trikloretilen Azaltma gelen Sulfidogenic Çamur Gelişimi

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, bir Geliştirilmiş INEX Yöntemi için<em&gt; In Situ</em&gt; Partikül Ölçümü ve Çözünmüş bileşikler Aktif Süspansiyon besleme üniteleri İşlenmiş

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

Extraction and Analysis of Microbial Phospholipid Fatty Acids in Soils

Ekstraksiyon ve Topraklarda Mikrobiyal Fosfolipid Yağ Asitleri Analizi

Phospholipid fatty acids (PLFAs) are key components of microbial cell membranes. The analysis of PLFAs extracted from soils can provide information about ...

Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures

Sıralı Fumigasyon Kuluçka Prosedürleri kullanma Toprakta Dayanıksız Organik Karbon Değerlendirilmesi

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is ...

A Gusseted Thermogradient Table to Control Soil Temperatures for Evaluating Plant Growth and Monitoring Soil Processes

Bir Körüklü Thermogradient Tablo Toprak Süreçleri Bitki Büyüme değerlendirilmesi ve İzleme Toprak Sıcaklıklar Denetim

Thermogradient tables were first developed in the 1950s primarily to test seed germination over a range of temperatures simultaneously without using a ...

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Sayesinde Organik Madde biyojeokimya Çözünmüş Anlamak<em&gt; In Situ</em&gt; Akış Ekosistemlerde Besin manipülasyonları

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

Atıksu Alg İyileştirme için Fotosentetik Reaktör Sistemde Ölçeği Karşılaştırılması

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in the Harvard Environmental Chamber

Üretim ve Harvard çevre odası organik partikül madde ölçümü

The production and the evolution of atmospheric organic particulate matter (PM) are insufficiently understood for accurate simulations of atmospheric ...

Improving Infrared Spectroscopy Characterization of Soil Organic Matter with Spectral Subtractions

Spektral Subtractions ile toprak organik madde karakterizasyonu kızılötesi spektroskopi iyileştirilmesi

Soil organic matter (SOM) underlies numerous soil processes and functions. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy detects infrared-active organic ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Bitki enfeksiyon Test: Sprey ve bitki patojeni Magnaporthe Grisea ile aşı yara-aracılı

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...