纳米颗粒使用电子流动性技术和扫描流动性微粒从合并的 TSI 的 Sizer 的大小分布的实时评定

包括的事宜

背景

电子流动性技术

在胶体的 Nanoparticles

扫描流动性微粒 Sizer

扫描流动性微粒 Sizer 分光仪

纳诺 DMA

结露微粒计数器 (CPC)

典型的应用在纳米技术方面

Nanoparticles 大小在反应器的

在纳米技术研究的 SMPS

纳米颗粒反应器

Nanoparticles 大小在胶体暂停了

Naonoparticle 风险分析

背景

大小使用一个电子流动性大小技术的使成烟雾状散开的 submicrometer 微粒的福利是有大量文件证明的。 这个技术只是极为准确的和显示估量 60 毫微米和 100nm 标准 (SRM)参考资料以不确定性 1%。 国家标准技术局 (NIST) 使用电子流动性评定其 0.1μm 标准参考资料 (SRM)微粒远远超出十年。

电子流动性技术

最近地,电子流动性技术查找在象扩散火焰综合、浪花加热分解,热量等离子等的各种各样基于湿剂的进程综合的设计的 nanoparticles 原地接近实时大小的增加的使用。

在胶体的 Nanoparticles

当与 electrospray 和其他散射方法结合,电子流动性技术显示了对准确地估量在胶体暂停的 nanoparticles。

纳米技术的商品化,职业卫生风险与制造相关和处理 nanoparticles 是生长关心。 工作者可能显示在 nanoparticles 通过吸入平均值,在非常地超出四周浓度的级别; 并且工作场所标准不存在限制对 nanoparticles 的暴露。 纳米颗粒范围管理他们的证言模式以肺和他们的最终命运的多种部分在人体内。 因此,纳米颗粒电子流动性技术提供的大小分布的四周评定是在了解对健康不利的影响的一个强大的工具与纳米颗粒涉及的风险相关。

扫描流动性微粒 Sizer

此条款在 TSI 扫描流动性微粒论述跟随的 Sizer 分光仪提供电子流动性技术 (SMPS)一个简要概述如集成在纳米颗粒综合和风险研究的应用。

扫描流动性微粒 Sizer 分光仪

扫描流动性微粒 Sizer (SMPS) 分光仪包括范例预处理器、一个双极充电器、纳米颗粒范围分类符和纳米颗粒探测器。 图 1 表示整个系统的概要。 预处理器 (典型地锤碎机或旋风) 消灭大测微表大小的微粒。 这个双极充电器设立在微粒的双极充电平衡。 此被定义的充电情况为分选是必要的使用电子流动性。 微粒是在一个有差别的流动性分析程序分类的范围 (DMA)。 被充电的湿剂从这种中和剂通过到 DMA 的主要部分。 图 2 显示纳诺 DMA 的概要。

图 1。

图 2。

纳诺 DMA

纳诺 DMA 为在范围范围的估量的 nanoaerosols 特别地设计的 2 毫微米对 150nm。 纳诺 DMA 包含一个外面,接地的磁道和被连接到负供电的一个内在圆柱形电极 (0 到 10 kVDC)。 在二个同心磁道之间的电场根据相反地与颗粒大小有关的他们的电子流动性分隔微粒。 与负电荷的微粒在外壁上被排斥往并且存款。 与中立充电的微粒退出与这个过量空气。 与正电荷的微粒迅速地移动朝带负电荷的中心电极。 在各种各样的电子流动性内的仅微粒有正确的弹道穿过一个开放裂缝在 DMA 退出附近。 这些所选的微粒的电子流动性是流速、几何参数和中心电极的电压的功能。

结露微粒计数器 (CPC)

退出 DMA 的 monodisperse 微粒流由结露微粒计数器计数 (CPC)。 在 CPC,唯一的微粒大于 2 毫微米是成长为的测微表范围通过工作流体的结露 (酒精或水) 在微粒。 CPC 光学上然后计数这些微粒。 粒度分布通过更改在 DMA 的应用的高压评定,更改电场,因而浏览全部的大小分布。

典型的应用在纳米技术方面

Nanoparticles 大小在反应器的

电子流动性技术查找在各种各样基于湿剂的进程综合的设计的 nanoparticles 原地接近实时大小的增长的使用。 因为它增进对微粒形成和增长,结构的了解电子流动性技术提供的接近实时评定加速纳米颗粒综合的研究与开发进程。 一个原地评定消灭对范例收集的需要的因而使操作员错误减到最小和提供更加一致的可重复的结果的脱机方法。 图 3 提供在 nanomaterials 综合的重要步骤概览在湿剂基于反应器的。 nanoaerosols 实时大小在这些反应器的允许按照微粒形成动力,并且在高起反应的增长流。 颗粒大小一个准确的控制是关键字; 在反应器的粒度分布的实时评定提供必要的反馈控制反应器情况达到优质控制。

图 3。

在纳米技术研究的 SMPS

SMPS 在纳米技术研究越来越被使用了。 在 1991年, Akhtar 等使用一个 SMPS 系统学习钛白粉末蒸气综合,特别地,工艺参数 (反应器居住时间、温度和反应剂含量) 的作用对粉末范围和阶段特性。 SMPS 被评定的粒度分布用于验证微粒凝固设计。 Somer (1994) 等使用 SMPS 学习二氧化钛湿剂的附聚在高强度域的。 Ahn (2001) 等学习了硅土微粒在 H2/O2/TEOS 扩散火焰的增长特性。 与传输电子显微镜图象被处理的范围数据比较,他们查找了 SMPS 被评定的 (TEM)范围的接近的协议。 Ullman (2002) 等学习了范围 4.9-13 毫微米纳米颗粒湿剂属性,生成由激光烧蚀。 八材料的评定包括硅土、碳、钛白,氧化钢、钨氧化物、铌氧化物、碳和金子顺利地达到。

纳米颗粒反应器

纳米颗粒反应器的其他 SMPS 协助解决的研究包括液体火焰喷涂 (银钛白定金 nanoparticles),乙烯火焰 (煤灰 nanoparticles) 和热量等离子反应器 (Si,钛微粒) 命名一些。 最近,张 (2007) 由浪花加热分解等学习了对碲二氧化物综合的温度效应。 从此反应器的 SMPS 数据 (图 4) 明显地显示前体小滴的转移与产品小滴,当这个温度增加。

图 4。

Nanoparticles 大小在胶体暂停了

大多数 nanoparticles 通过一个胶质化学途径导致。 当与 electrospray 散射结合,电子流动性技术显示了对准确地估量在胶体暂停的 nanoparticles。 图 5 展示 SMPS 的高范围解决方法。 九不同蛋白质混合物的大小分布和 electrosprayed 迟钝的乳清蛋白 (BSA) nanoparticles 评定了与 SMPS (TSI 模型 3936-N25)。 Lengegoro 等展示了对 electrospray 和 SMPS 的成功的使用确定胶体 (氧化物、金属和聚合物) 的不同的类型的大小分布例如硅土、金子、钯和多苯乙烯乳汁微粒,用不同的公称尺寸在 100 毫微米以下。 在他们的研究中找到微粒大小的测量值可比较与电子显微镜术和动态光散射得到的结果。

图 5。

Naonoparticle 风险分析

除接近实时以外分析与与 SMPS 讨论的以上,电子流动性分析纳米颗粒进程关连可能也使用监控处理相关纳米颗粒风险。

高范围解决方法允许微粒表面和微粒体积分布的计算。 图 6 显示一个示例: 评定被采取了在倒空一极其细小的二氧化钛 baghouse 期间到粉末收集时段。 除 SMPS 数据 (编号中间直径) 以外,图显示总数浓度评定与 CPC 的 6,并且总额齿龈音存款表面浓度评定与纳米颗粒表面监控程序 (TSI NSAM 设计 3550)。 图 6 b 表示 SMPS 在自由流通的空气的被评定的粒度分布接近原材料处理运算。 在浓度的一个峰顶在进程期间中间名与倾销钛白粉末鼓相符了在水库。

图 6。

来源: 合并的 TSI

关于此来源的更多信息请参观合并的 TSI

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

Last Update: 13. June 2013 14:40

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