В Реальном Масштабе Времени Измерение Распределений по Размеру Nanoparticle используя Электрический Метод Удобоподвижности и Частицу Sizer Удобоподвижности Скеннирования от Включаемого TSI

Покрытые Темы

Предпосылка

Электрический Метод Удобоподвижности

Nanoparticles в Коллоидах

Частица Sizer Удобоподвижности Скеннирования

Спектрометр Sizer Частицы Удобоподвижности Скеннирования

Nano DMA

Счетчик Частицы Конденсации (CPC)

Типичные Применения в Нанотехнологии

Загрунтовка Nanoparticles в Реакторах

SMPS в Исследовании Нанотехнологии

Реакторы Nanoparticle

Загрунтовка Nanoparticles Суспендировала в Коллоидах

Анализ Выдержки Naonoparticle

Предпосылка

Преимущества aerosolized загрунтовкой частиц submicrometer используя электрический метод загрунтовкы удобоподвижности документированный. Метод сильно точн и был показаны, что определяет размер Опорный Материал Nm и 100nm 60 Стандартный (SRM) с неопределенностью только 1%. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) использовал электрическую удобоподвижность для того чтобы измерить свои Опорного Материала 0.1μm Частицы (SRM) Стандартного для хорошо над декадой.

Электрический Метод Удобоподвижности

В Последнее Время, электрический метод удобоподвижности находит увеличенная польза в в-situ загрунтовке близко реального времени проектированных nanoparticles синтезированных разнообразие аэрозол-основанными процессами как синтез диффузионного пламени, пиролиз брызга, термальная плазма Etc.

Nanoparticles в Коллоидах

Совмещано с electrospray и другими методами рассеивания, электрический метод удобоподвижности был показан к точно определяет размер nanoparticles ые размер в коллоидах также.

С коммерциализацией нанотехнологии, оккупационные риски для здоровья связанные с изготавливанием и регулировать nanoparticles растущая забота. Работники могут подвергнуться действию к nanoparticles через середины вдыхания, на уровнях которые значительно превышают окружающюю концентрацию; и никакие стандарты рабочего места не существуют для того чтобы ограничивать подвержение к nanoparticles. Размер Nanoparticle управляет их картиной низложения в различных частях легкего и их типичной судьбы внутри человеческое тело. Таким Образом, окружающие измерения распределений по размеру nanoparticle предусмотренных электрическим методом удобоподвижности мощный инструмент в понимать неблагоприятные влияния на здоровье связанные с выдержкой отнесенной nanoparticle.

Частица Sizer Удобоподвижности Скеннирования

Эта статья предусматривает кратко обзор электрической технологии удобоподвижности как интегрировано в спектрометре Sizer Частицы Удобоподвижности Скеннирования (SMPS) TSI следовать обсуждением на применениях в синтезе nanoparticle и исследовании выдержки.

Спектрометр Sizer Частицы Удобоподвижности Скеннирования

Спектрометр Sizer Частицы Удобоподвижности (SMPS) Скеннирования состоит из preconditioner образца, двухполярного заряжателя, классификатора размера nanoparticle и детектора nanoparticle. Диаграмма 1 показывает схему всей системы. Pre-проводник (типично импактор или циклончик) исключает большим частицы определенные размер микрометром. Двухполярный заряжатель устанавливает двухполярное уравновешение обязанности на частицах. Это определенное состояние обязанности необходимо для классифицирования размера используя электрическую удобоподвижность. Частицы размер расклассифицированный в Дифференциальном Анализаторе Удобоподвижности (DMA). Порученный аэрозоль проходит от нейтрализатора в главным образом часть DMA. На Диаграмму 2 показано схему nano DMA.

Диаграмма 1.

Диаграмма 2.

Nano DMA

Nano DMA специфически конструирован для определяя размер nanoaerosols в ряде размера 2 nm к 150nm. Nano-DMA содержит наружный, заземленный цилиндр и внутренний цилиндрический электрод который соединен к отрицательному электропитанию (0 до kVDC 10). Электрическое поле между 2 концентрическими цилиндрами отделяет частицы согласно их электрической удобоподвижности которая обратно отнесена к размеру частицы. Частицы с отрицательными зарядами оттолкнуты к и депозированы на наружной стене. Частицы с нейтральной обязанностью выходят с избыточным воздухом. Частицы с положительными обязанностями двигают быстро к электроду отрицательно заряженный разбивочному. Только частицы внутри узкий ряд электрической удобоподвижности имеют правильную траекторию, котор нужно пройти через открытый разрез около выхода DMA. Электрическая удобоподвижность этих выбранных частиц функция расходов потока, геометрических параметров и напряжения тока разбивочного электрода.

Счетчик Частицы Конденсации (CPC)

Поток частицы monodisperse выходя DMA подсчитан Счетчиком Частицы Конденсации (CPC). В CPC, одиночные частицы более большие чем 2 nm растутся к размеру микрометра посредством конденсации рабочей жидкости (спирт или вода) на частицах. CPC после этого оптически подсчитывает эти частицы. Распределения по размеру Частицы измерены путем изменять прикладное высокое напряжение в DMA, который изменяет электрическое поле, таким образом просматривая все распределение по размеру.

Типичные Применения в Нанотехнологии

Загрунтовка Nanoparticles в Реакторах

Электрический метод удобоподвижности находит увеличивая польза в в-situ загрунтовке близко реального времени проектированных nanoparticles синтезированных разнообразие аэрозол-основанными процессами. Измерение близко реального времени предложенное электрическим методом удобоподвижности ускоряет ход процесса научных исследований и разработки синтеза nanoparticle в виду того что оно увеличивает вникание механизмов образования и роста частицы. В-situ измерении исключает потребность для собрания образца для автономных методов таким образом уменьшая ошибку оператора и обеспечивая более последовательные repeatable результаты. Диаграмма 3 дает обзор важных шагов в синтез nanomaterials в реакторе основанном аэрозолем. В Реальном Масштабе Времени загрунтовка nanoaerosols в этих реакторах позволяет для следования динамики образования частицы и рост в сильно реагировать пропускает. Точное управление размера частицы ключ; в реальном масштабе времени измерение распределений по размеру частицы в реакторе обеспечивает необходимую обратную связь для того чтобы контролировать условия реактора для того чтобы достигнуть высокомарочного управления.

Диаграмма 3.

SMPS в Исследовании Нанотехнологии

SMPS все больше и больше было использовано в исследовании нанотехнологии. В 1991, Akhtar et al. использовали систему SMPS для того чтобы изучить синтез пара порошка Titania, специфически, влияние переменных процесса (срока проживания реактора, температуры, и концентрации реактанта) на характеристиках размера и участка порошка. Измеренные SMPS распределения по размеру частицы были использованы для того чтобы утвердить модель свертывания частицы. Somer et al. (1994) использовали SMPS для того чтобы изучить аггломерацию аэрозоля Titanium двуокиси в поле высокой интенсивности. Ahn et al. (2001) изучили характеристики роста частицы кремнезема в диффузионном пламени H2/O2/TEOS. Они нашли близкое совпадение размера измеренного SMPS по сравнению с данными по (TEM) размера Просвечивающего Электронного Микроскопа обрабатываемыми изображением. Ullman et al. (2002) изучили свойства аэрозолей nanoparticle размера 4.9-13 nm, произведенных удалением лазера. Измерения 8 материалов включая окись Кремнезема, Углерода, Titania, Железной окалины, Вольфрама, окись Ниобия, Углерод и Золото успешно были достиганы.

Реакторы Nanoparticle

Другие изучения помогать SMPS реакторов nanoparticle включают жидкостный брызг пламени (nanoparticles залеми серебр-titania), пламя этилена (nanoparticles сажи) и термальные реакторы плазмы (частицы Si, Ti) для того чтобы назвать несколько. Недавно, Zhang et al. (2007) изучили влияния температуры на синтезе двуокиси Теллурия пиролизом брызга. Данные по SMPS от этого реактора (на диаграмму 4) ясно показано переход капелек прекурсора к капелькам продукта по мере того как температура увеличивает.

Диаграмма 4.

Загрунтовка Nanoparticles Суспендировала в Коллоидах

Большинство nanoparticles произведено через коллоидную трассу химии. Совмещано с electrospray рассеиванием, электрический метод удобоподвижности был показан к точно определяет размер nanoparticles ые размер в коллоидах. Диаграмма 5 демонстрирует высокое разрешение размера SMPS. Распределения по размеру смеси 9 различных протеинов и electrosprayed nanoparticles альбумина bovine (BSA) сыворотки были измерены с SMPS (TSI Модельным 3936-N25). Lengegoro et al. демонстрировали успешную пользу electrospray и SMPS определить распределение по размеру разных видов коллоидов (окисей, металлов, и полимеров) как кремнезем, золото, палладиум, и частицы латекса полистироля, с различными номинальными размерами под 100 nm. Измеренные значения размеров частицы в их изучении были счесны соответствующим к результатам полученным электронной микроскопией и динамическим светлым разбрасывать.

Диаграмма 5.

Анализ Выдержки Naonoparticle

Кроме близко реального времени анализ отнес к процессам nanoparticle обсуженным выше, электрический анализ удобоподвижности с SMPS можно также использовать для того чтобы контролировать отростчатую родственную выдержку nanoparticle.

Высокое разрешение размера позволяет вычислению распределений тома поверхности частицы и частицы. На Диаграмму 6 показано пример: измеренияя были сделаны во время опорожнять ultrafine baghouse Titanium двуокиси в ведро собрания порошка. Кроме данных по SMPS (диаметра номера медианного), диаграмма 6 концентрация общего количества выставок измерила с CPC и alveolar итога депозировал концентрацию поверхностной области измеренную с Дозиметром Местности Поверхности Nanoparticle (Моделью 3550 TSI NSAM). Диаграмма 6 b показывает измеренное SMPS распределение по размеру частицы в окружающем воздухе близко к деятельности погрузо-разгрузочной работы. Пик в концентрации во время середины процесса совпал с сбрасывать барабанчика порошка Titania в резервуаре.

Диаграмма 6.

Источник: Включаемое TSI

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите Включаемое TSI

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

Last Update: 13. June 2013 15:16

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit