Mesure en Temps Réel des Distributions de Grandeurs de Nanoparticle utilisant la Technique Électrique de Mobilité et la Particule de Mobilité de Lecture Sizer de TSI Comporté

Sujets Couverts

Mouvement Propre

Technique Électrique de Mobilité

Nanoparticles en Colloïdes

Particule Sizer de Mobilité de Lecture

Spectromètre de Sizer de Particules de Mobilité de Lecture

ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE Nano

Riposte de Particules de Condensation (CPC)

Applications Particulières en Nanotechnologie

Calibrage de Nanoparticles dans des Réacteurs

SMPS dans la Recherche En Matière de Nanotechnologie

Réacteurs de Nanoparticle

Le Calibrage de Nanoparticles A Suspendu en Colloïdes

Analyse d'Exposition de Naonoparticle

Mouvement Propre

Les avantages des particules de submicrometer aerosolized par calibrage utilisant une technique électrique de calibrage de mobilité ont été bien documentés. La technique est hautement précise et a été affichée pour classer le Manuel de Référence nanomètre et 100nm Normal de 60 (SRM) avec une incertitude seulement de 1%. Le National Institute of Standards and Technology (NIST) avaient employé la mobilité électrique pour mesurer ses Particules de Manuel de Référence 0.1μm (SRM) Normales pendant bien plus d'une décennie.

Technique Électrique de Mobilité

Récemment, la technique électrique de mobilité trouve l'utilisation accrue dans le calibrage in-situ de temps quasi-réel des nanoparticles conçus synthétisés par un grand choix de procédés aérosol-basés comme la synthèse de flamme de diffusion, la pyrolyse de pulvérisateur, le plasma thermique Etc.

Nanoparticles en Colloïdes

Une Fois combinée avec méthodes electrospray et autres de dispersion, la technique électrique de mobilité a été affichée à exactement classent des nanoparticles suspendu aussi bien s en colloïdes.

Avec la commercialisation de la nanotechnologie, les risques pour la santé professionnels associés avec la fabrication et la manipulation des nanoparticles est une préoccupation croissante. Des Travailleurs peuvent être exposés aux nanoparticles par des moyens d'inhalation, aux niveaux qui dépassent grand des concentrations ambiantes ; et norme de lieu de travail n'existe pas pour limiter l'exposition aux nanoparticles. La taille de Nanoparticle régit leur configuration de dépôt dans parties variées du poumon et de leur destin éventuel au sein d'un corps humain. Ainsi, les mesures ambiantes des distributions de grandeurs de nanoparticle fournies par la technique électrique de mobilité est un puissant outil en comprenant des effets sur la santé défavorables associés avec l'exposition associée par nanoparticle.

Particule Sizer de Mobilité de Lecture

Cet article prévoit un bref aperçu de la technologie électrique de mobilité comme intégré dans le spectromètre de Sizer de Particules de Mobilité de Lecture (SMPS) de TSI suivi d'une discussion sur des applications dans la synthèse de nanoparticle et la recherche d'exposition.

Spectromètre de Sizer de Particules de Mobilité de Lecture

Le spectromètre de Sizer de Particules de Mobilité (SMPS) de Lecture se compose d'un préconditionneur témoin, d'un chargeur bipolaire, d'un classificateur de taille de nanoparticle et d'un détecteur de nanoparticle. Le Schéma 1 dépeint un schéma du système entier. Le préconditionneur (type un compacteur ou un cyclone) élimine les particules classées grand par micromètre. Le chargeur bipolaire détermine l'équilibre bipolaire de charge sur les particules. Cet état défini de charge est nécessaire pour la catégorie de taille utilisant la mobilité électrique. Les Particules sont taille classifiée dans un Analyseur Différentiel de Mobilité (DMA). L'aérosol chargé réussit du neutralisant dans la partie principale de l'ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE. Le Schéma 2 affiche le schéma d'un ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE nano.

Le Schéma 1.

Le Schéma 2.

ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE Nano

L'ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE nano est particulièrement conçu pour les nanoaerosols de classement par taille dans la classe de grandeur de 2 nanomètre à 150nm. Le nano-accès direct à la mémoire contient un cylindre externe et fondé et une électrode cylindrique intérieure qui est connectée à un bloc d'alimentation négatif (0 à kVDC 10). Le champ électrique entre les deux cylindres concentriques sépare les particules selon leur mobilité électrique qui est inversement liée à la dimension particulaire. Des Particules avec les charges négatives sont repoussées vers et déposées sur la paroi externe. Les Particules avec la charge neutre quittent avec de l'air excédentaire. Les Particules avec les charges positives déménagent rapidement vers l'électrode centrale négatif-chargée. Seulement les particules dans une marge étroite de mobilité électrique ont la trajectoire correcte à réussir par une fente ouverte près de la sortie d'ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE. La mobilité électrique de ces particules sélectées est un fonctionnement des débits, des paramètres géométriques et de la tension de l'électrode centrale.

Riposte de Particules de Condensation (CPC)

Le flot de particules de monodisperse quittant l'ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE est compté par une Riposte de Particules de Condensation (CPC). Dans le CPC, les particules uniques plus grandes que 2 nanomètre sont taille devenue de micromètre au moyen de condensation d'un liquide de fonctionnement (alcool ou eau) sur les particules. Le CPC compte alors optiquement ces particules. Des distributions de dimension particulaire sont mesurées en changeant la haute tension appliquée dans l'ACCÈS DIRECT À LA MÉMOIRE, qui change le champ électrique, de ce fait balayant la distribution de grandeurs de totalité.

Applications Particulières en Nanotechnologie

Calibrage de Nanoparticles dans des Réacteurs

La technique électrique de mobilité trouve la consommation accrue dans le calibrage in-situ de temps quasi-réel des nanoparticles conçus synthétisés par un grand choix de procédés aérosol-basés. La mesure de temps quasi-réel offerte par technique électrique de mobilité accélère le procédé de recherche et développement de la synthèse de nanoparticle puisqu'elle augmente la compréhension des mécanismes de la formation et de l'accroissement de particules. Une mesure in-situ élimine le besoin de ramassage témoin pour des méthodes autonomes réduisant à un minimum de ce fait l'erreur de téléphoniste et fournissant des résultats reproductibles plus cohérents. Le Schéma 3 donne une synthèse des étapes importantes dans la synthèse des nanomaterials dans un réacteur basé d'aérosol. Le calibrage En temps réel des nanoaerosols dans des ces réacteurs laisse suivre la dynamique de la formation de particules et l'accroissement hautement de la réaction circule. Un contrôle précis de dimension particulaire est clé ; la mesure en temps réel des distributions de dimension particulaire dans le réacteur fournit le contrôle par retour de l'information nécessaire pour régler des états de réacteur pour réaliser le contrôle de haute qualité.

Le Schéma 3.

SMPS dans la Recherche En Matière de Nanotechnologie

SMPS a été de plus en plus utilisé dans la recherche en matière de nanotechnologie. En 1991, Akhtar a et autres utilisé un système de SMPS pour étudier la synthèse de vapeur de la poudre de Titanes, particulièrement, l'effet des variables de processus (temps de séjour de réacteur, température, et concentration en réactif) sur des caractéristiques de taille et de phase de poudre. Les distributions de dimension particulaire mesurées par SMPS ont été employées pour valider le modèle de coagulation de particules. Somer et autres (1994) a employé SMPS pour étudier l'agglomération de l'aérosol de Dioxyde de titane dans le domaine de forte intensité. Ahn et autres (2001) a étudié des caractéristiques d'accroissement de particules de silice en flamme de diffusion de H2/O2/TEOS. Ils ont trouvé la convention proche de la taille mesurée par SMPS par rapport aux données de taille (TEM) traitées par image de Microscope Électronique de Boîte De Vitesses. Ullman et autres (2002) a étudié des propriétés des aérosols de nanoparticle de la taille 4.9-13 nanomètre, produits par ablation de laser. Des Mesures de huit matériaux comprenant l'oxyde de Silice, de Carbone, de Titanes, de Fer, l'oxyde de Tungstène, l'oxyde de Niobium, le Carbone et l'Or ont été avec succès réalisées.

Réacteurs de Nanoparticle

D'Autres études aidées par SMPS des réacteurs de nanoparticle comprennent le liquide pulvérisent les flammes (les argent-titanes déposent des nanoparticles), flamme d'éthylène (nanoparticles de la suie) et réacteurs thermiques de plasma (des particules de SI, de Ti) pour nommer quelques uns. Récent, Zhang et autres (2007) a étudié des effets de température sur la synthèse de bioxyde de Tellurium par pyrolyse de pulvérisateur. Données de SMPS de ce réacteur (le schéma 4) affiche de manière dégagée le passage des gouttelettes de précurseur aux gouttelettes de produit à mesure que la température augmente.

Le Schéma 4.

Le Calibrage de Nanoparticles A Suspendu en Colloïdes

Une majorité de nanoparticles sont produites par l'intermédiaire d'une artère colloïdale de chimie. Une Fois combinée avec la dispersion electrospray, la technique électrique de mobilité a été affichée à exactement classent des nanoparticles suspendus en colloïdes. Le Schéma 5 explique la définition élevée de taille de SMPS. Les distributions de grandeurs d'un mélange de neuf protéines différentes et des nanoparticles electrosprayed d'albumine de sérum (BSA) de boeuf ont été mesurées avec un SMPS (TSI 3936-N25 Modèle). Lengegoro et autres ont expliqué l'utilisation réussie d'electrospray et de SMPS de déterminer la distribution de grandeurs de différents types de colloïdes (oxydes, métaux, et polymères) comme la silice, l'or, le palladium, et les particules de latex de polystyrène, avec différents diamètres nominaux en-dessous de 100 nanomètre. Les valeurs mesurées des dimensions des particules dans leur étude ont été trouvées comparables aux résultats obtenus par microscopie électronique et la dispersion de la lumière dynamique.

Le Schéma 5.

Analyse d'Exposition de Naonoparticle

Sans Compter Que l'analyse de temps quasi-réel a associé aux procédés de nanoparticle discutés ci-dessus, analyse électrique de mobilité avec SMPS peut également être utilisé pour surveiller l'exposition relative de processus de nanoparticle.

La définition élevée de taille permet le calcul des distributions de volume de surface de particules et de particules. Le Schéma 6 affiche un exemple : les mesures ont été prises pendant la vidange d'un baghouse ultrafine de Dioxyde de titane dans une position de ramassage de poudre. Sans Compter Que les données de SMPS (diamètre médian de numéro), le schéma 6 qu'une concentration de nombre total d'expositions a mesuré avec une concentration déposée alvéolaire de surface de CPC et de total mesurée avec un Moniteur de Surface de Nanoparticle (Model 3550 de TSI NSAM). Le Schéma 6 b dépeint la distribution de dimension particulaire mesurée par SMPS dans le ciel ambiant près du fonctionnement traitant matériel. Une crête dans les concentrations pendant le milieu du procédé a coïncidé avec le dumping d'un tambour de poudre de Titanes dans un réservoir.

Le Schéma 6.

Source : TSI Comporté

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît TSI Comporté

Date Added: Sep 26, 2007 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 14:50

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