使用電氣移動技術和納米粒子尺寸分佈的實時測量

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討論主題

背景

電氣移動技術

納米粒子膠體

掃描移動粒度儀

掃描移動粒度儀分光計

納米的DMA

凝結粒子計數器(中國共產黨)

在納米技術的典型應用

在反應堆大小的納米粒子

開關電源在納米技術研究

納米粒子反應器

上漿納米粒子懸浮在膠體

Naonoparticle曝光分析

背景

上漿霧化使用電器的移動施膠技術的亞微米顆粒的好處已經有據可查的。 該技術是非常準確的,並已顯示尺寸為60 nm和100nm的標準參考物質(SRM)的只有1%的不確定性。 美國國家標準與技術研究院(NIST)的研究所一直在使用電器的流動性,測量了十多年0.1μm的標準參考物質(SRM)以及顆粒。

電氣移動技術

最近,電氣移動技術是發現在近實時的工程由一個基於氣溶膠的過程,如各種擴散火焰合成,噴霧熱分解,熱等離子體等合成的納米粒子的尺寸在原址增加使用

納米粒子膠體

電和其他分散方法結合使用時,電器的流動性技術已被證明是準確的大小以及納米粒子在膠體懸浮。

隨著納米技術的商業化,職業健康與納米粒子的製造和處理相關的風險日益受到關注工人可能會接觸到納米粒子通過吸入的手段,大大超過環境的濃度水平;和沒有工作場所標準的存在限制暴露於納米顆粒。 納米粒子般的大小,管他們在肺在人體的最終命運各部位的沉積模式因此,電氣移動技術提供的納米粒子尺寸分佈的環境測量是在了解相關的風險與納米粒子的健康造成不良影響的強有力的工具。

掃描移動粒度儀

本文提供了一個簡要概述電氣移動技術作為綜合TSI 掃描移動粒度儀SMPS )由納米粒子合成和曝光研究中的應用程序的討論的光譜儀。

掃描移動粒度儀分光計

掃描移動粒度儀SMPS )的光譜儀包括一個樣品預處理,雙極型充電器,納米粒子的大小分類和納米粒子探測器。 圖1描述了整個系統的原理圖預調節器(通常是一個衝擊或氣旋)消除大微米大小的顆粒。雙極型充電器建立雙極型粒子的電荷平衡這個定義的充電狀態使用電器的流動性的大小分類是必要的。 顆粒是在微分遷移率分析儀(DMA)分類的大小帶電的氣溶膠通過DMA的主要部分從中和劑圖2顯示了一個納米DMA的原理圖

圖1 一個開關電源的原理

納米DMA示意圖 圖2。

納米的DMA

納米DMA是專為2納米尺寸範圍大小nanoaerosols到150nm之間。納米DMA包含一個外,接地缸和一種內在的圓柱形電極連接到負電源(0到10 kVDC)。兩個同心圓柱體之間的電場分離的粒子,根據他們的電器的流動性呈負相關的粒徑。 (S)帶負電荷的粒子被排斥對沉積的外牆上。電中性出口過量空氣中的顆粒。 (S)帶正電荷的粒子運動迅速向帶負電荷的中心電極。 只有狹窄的範圍內電氣流動粒子有正確的軌跡,通過一個開放縫附近的DMA出口這些粒子的電氣流動性流速,幾何參數和中心電極電壓的函數。

凝結粒子計數器(中國共產黨)

退出DMA單分散粒子流是由凝結粒子計數器(CPC)計算。在中國共產黨,大於2納米的單粒子長大到微米的大小,工作液(酒精或水)上的顆粒凝結。 中國共產黨光學這些粒子計數。在DMA,變化的電場,通過改變施加高電壓,從而掃描整個粒度分佈粒度分佈測量。

在納米技術的典型應用

在反應堆大小的納米粒子

電流動技術越來越多地使用在近實時的各種氣溶膠過程合成的工程納米粒子的尺寸在原址。 附近的電流動技術提供的實時測量加速納米粒子合成的研究和發展的過程,因為它增強了粒子的形成和生長機制的理解。 原位測量,消除了樣品採集的需要脫線的方法,從而最大限度地減少操作者的錯誤,並提供更一致的可重複的結果。 圖3給出了在納米材料合成中的氣溶膠反應堆的一個重要步驟概述這些反應堆的實時nanoaerosols上漿,允許按照粒子的形成和生長動力學的高度反應流。 顆粒大小的精確控制是關鍵;實時測量粒度分佈在反應堆提供必要的反饋,以控制反應堆的條件下實現高品質的控制。

圖3。 氣溶膠納米材料的合成過程

開關電源在納米技術研究

開關電源已越來越多地在納米技術研究。 1991年,阿克塔等。採用開關電源系統研究氣相合成二氧化鈦粉末,具體而言,過程變量的影響(反應器的停留時間,溫度,反應物濃度)粉末的大小和相位特性。 被用來驗證顆粒凝固模型的SMPS測量粒度分佈。森瑪等人。 (1994年)用於SMPS的鈦白粉氣溶膠研究在高強度的領域集聚。 Ahn等。 (2001)研究H2/O2/TEOS擴 ​​散火焰中的矽粒子的生長特性。 他們發現,接近達成協議SMPS的尺寸測量相比,透射電子顯微鏡(TEM)圖像處理大小數據。烏爾曼等人。 (2002)研究性質,大小4.9-13納米的納米粒子氣溶膠激光燒蝕產生8的材料,包括矽,碳,二氧化鈦,氧化鐵,氧化鎢,氧化鈮,碳和黃金,成功地實現了測量。

納米粒子反應器

其他開關電源對納米粒子反應堆的研究提供了援助,包括液體火焰噴塗(存款銀二氧化鈦納米粒子),乙烯火焰(煙塵納米粒子)和熱等離子體反應器(矽,鈦顆粒) ,僅舉幾例。 近日,張等人。 (2007年)二氧化碲的合成研究噴霧熱分解溫度的影響,從這個反應堆(圖4 )。 SMPS的數據清楚地表明前驅體液滴,隨著溫度的升高產品飛沫的過渡。

圖4。 粒度分佈測量在不同的爐內溫度開關電源

上漿納米粒子懸浮在膠體

大多數納米粒子的產生通過膠體化學的路線。當電分散結合,電氣移動技術已被證明準確大小的納米粒子在膠體懸浮。圖5顯示的分辨率大小SMPS 。 9個不同的蛋白質的混合物和electrosprayed牛血清白蛋白(BSA)的納米粒子的粒度分佈測定SMPS (TSI型號3936 - N25 )。 Lengegoro等。成功地演示了電和使用開關電源以確定不同類型的膠體(如矽石,黃金,鈀和聚苯乙烯乳膠顆粒,與100納米以下的不同口徑,氧化物,金屬和聚合物)的大小分佈。 粒徑的測量值在他們的研究發現與取得的成果,通過電子顯微鏡和動態光散射

圖5 與開關電源測量electrosprayed的納米粒子的粒度分佈。 (一)9種不同的蛋白質混合物;(二)BSA的納米粒子。

Naonoparticle曝光分析

除了 ​​近實時分析納米粒子的過程有關的討論以上,與電的流動性分析開關電源也可用於監測過程中相關的奈米微粒暴露。

高的分辨率大小,使顆粒表面和顆粒體積分佈的計算。 圖6顯示了一個例子:測量期間排空成粉末收集桶的超細二氧化鈦布袋此外交存SMPS的數據(數中位數直徑),圖6顯示總數與中國共產黨和總肺泡濃度測量表面積濃度測量與納米粒子的表面區域監測( TSI NSAM型號3550)。圖6 B描述的SMPS在周圍空氣中測得的粒徑分佈接近材料處理操作。 在中間過程中濃度的高峰恰好與鼓的二氧化鈦粉末傾倒在水庫。

圖6 二氧化鈦濃度(A)計數,沉積表面的面積和數量的中位數直徑;(二)SMPS粒徑分佈。

資料來源:TSI公司

對於這個源的更多信息, 請訪問 TSI公司

Date Added: Sep 26, 2007

Last Update: 10. October 2011 01:05

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