納米顆粒使用電子流動性技術和掃描流動性微粒從合併的 TSI 的 Sizer 的大小分佈的實時評定

包括的事宜

背景

電子流動性技術

在膠體的 Nanoparticles

掃描流動性微粒 Sizer

掃描流動性微粒 Sizer 分光儀

納諾 DMA

結露微粒計數器 (CPC)

典型的應用在納米技術方面

Nanoparticles 大小在反應器的

在納米技術研究的 SMPS

納米顆粒反應器

Nanoparticles 大小在膠體暫停了

Naonoparticle 風險分析

背景

大小使用一個電子流動性大小技術的使成煙霧狀散開的 submicrometer 微粒的福利是有大量文件證明的。 這個技術只是極為準確的和顯示估量 60 毫微米和 100nm 標準 (SRM)參考資料以不確定性 1%。 國家標準技術局 (NIST) 使用電子流動性評定其 0.1μm 標準參考資料 (SRM)微粒遠遠超出十年。

電子流動性技術

最近地,電子流動性技術查找在像擴散火焰綜合、浪花加熱分解,熱量等離子等的各種各樣基於濕劑的進程綜合的設計的 nanoparticles 原地接近實時大小的增加的使用。

在膠體的 Nanoparticles

當與 electrospray 和其他散射方法結合,電子流動性技術顯示了對準確地估量在膠體暫停的 nanoparticles。

納米技術的商品化,職業衛生風險與製造相關和處理 nanoparticles 是生長關心。 工作者可能顯示在 nanoparticles 通過吸入平均值,在非常地超出四周濃度的級別; 并且工作場所標準不存在限制對 nanoparticles 的暴露。 納米顆粒範圍管理他們的證言模式以肺和他們的最終命運的多種部分在人體內。 因此,納米顆粒電子流動性技術提供的大小分佈的四周評定是在瞭解對健康不利的影響的一個強大的工具與納米顆粒涉及的風險相關。

掃描流動性微粒 Sizer

此條款在 TSI 掃描流動性微粒論述跟隨的 Sizer 分光儀提供電子流動性技術 (SMPS)一個簡要概述如集成在納米顆粒綜合和風險研究的應用。

掃描流動性微粒 Sizer 分光儀

掃描流動性微粒 Sizer (SMPS) 分光儀包括範例預處理器、一個雙極充電器、納米顆粒範圍分類符和納米顆粒探測器。 圖 1 表示整個系統的概要。 預處理器 (典型地錘碎機或旋風) 消滅大測微表大小的微粒。 這個雙極充電器設立在微粒的雙極充電平衡。 此被定義的充電情況為分選是必要的使用電子流動性。 微粒是在一個有差別的流動性分析程序分類的範圍 (DMA)。 被充電的濕劑從這種中和劑通過到 DMA 的主要部分。 圖 2 顯示納諾 DMA 的概要。

圖 1。

圖 2。

納諾 DMA

納諾 DMA 為在範圍範圍的估量的 nanoaerosols 特別地設計的 2 毫微米對 150nm。 納諾 DMA 包含一個外面,接地的磁道和被連接到負供電的一個內在圓柱形電極 (0 到 10 kVDC)。 在二個同心磁道之間的電場根據相反地與顆粒大小有關的他們的電子流動性分隔微粒。 與負電荷的微粒在外壁上被排斥往并且存款。 與中立充電的微粒退出與這個過量空氣。 與正電荷的微粒迅速地移動朝帶負電荷的中心電極。 在各種各樣的電子流動性內的仅微粒有正確的彈道穿過一個開放裂縫在 DMA 退出附近。 這些所選的微粒的電子流動性是流速、幾何參數和中心電極的電壓的功能。

結露微粒計數器 (CPC)

退出 DMA 的 monodisperse 微粒流由結露微粒計數器計數 (CPC)。 在 CPC,唯一的微粒大於 2 毫微米是成長為的測微表範圍通過工作流體的結露 (酒精或水) 在微粒。 CPC 光學上然後計數這些微粒。 粒度分佈通過更改在 DMA 的應用的高壓評定,更改電場,因而瀏覽全部的大小分佈。

典型的應用在納米技術方面

Nanoparticles 大小在反應器的

電子流動性技術查找在各種各樣基於濕劑的進程綜合的設計的 nanoparticles 原地接近實時大小的增長的使用。 因為它增進對微粒形成和增長,結構的瞭解電子流動性技術提供的接近實時評定加速納米顆粒綜合的研究與開發進程。 一個原地評定消滅對範例收集的需要的因而使操作員錯誤減到最小和提供更加一致的可重複的結果的脫機方法。 圖 3 提供在 nanomaterials 綜合的重要步驟概覽在濕劑基於反應器的。 nanoaerosols 實時大小在這些反應器的允許按照微粒形成動力,并且在高起反應的增長流。 顆粒大小一個準確的控制是關鍵字; 在反應器的粒度分佈的實時評定提供必要的反饋控制反應器情況達到優質控制。

圖 3。

在納米技術研究的 SMPS

SMPS 在納米技術研究越來越被使用了。 在 1991年, Akhtar 等使用一個 SMPS 系統學習鈦白粉末蒸氣綜合,特別地,工藝參數 (反應器居住時間、溫度和反應劑含量) 的作用對粉末範圍和階段特性。 SMPS 被評定的粒度分佈用於驗證微粒凝固設計。 Somer (1994) 等使用 SMPS 學習二氧化鈦濕劑的附聚在高強度域的。 Ahn (2001) 等學習了硅土微粒在 H2/O2/TEOS 擴散火焰的增長特性。 與傳輸電子顯微鏡圖像被處理的範圍數據比較,他們查找了 SMPS 被評定的 (TEM)範圍的接近的協議。 Ullman (2002) 等學習了範圍 4.9-13 毫微米納米顆粒濕劑屬性,生成由激光燒蝕。 八材料的評定包括硅土、碳、鈦白,氧化鋼、鎢氧化物、鈮氧化物、碳和金子順利地達到。

納米顆粒反應器

納米顆粒反應器的其他 SMPS 協助解決的研究包括液體火焰噴塗 (銀鈦白定金 nanoparticles),乙烯火焰 (煤灰 nanoparticles) 和熱量等離子反應器 (Si,鈦微粒) 命名一些。 最近,張 (2007) 由浪花加熱分解等學習了對碲二氧化物綜合的溫度效應。 從此反應器的 SMPS 數據 (圖 4) 明顯地顯示前體小滴的轉移與產品小滴,當這個溫度增加。

圖 4。

Nanoparticles 大小在膠體暫停了

大多數 nanoparticles 通過一個膠質化學途徑導致。 當與 electrospray 散射結合,電子流動性技術顯示了對準確地估量在膠體暫停的 nanoparticles。 圖 5 展示 SMPS 的高範圍解決方法。 九不同蛋白質混合物的大小分佈和 electrosprayed 遲鈍的乳清蛋白 (BSA) nanoparticles 評定了與 SMPS (TSI 模型 3936-N25)。 Lengegoro 等展示了對 electrospray 和 SMPS 的成功的使用確定膠體 (氧化物、金屬和聚合物) 的不同的類型的大小分佈例如硅土、金子、鈀和多苯乙烯乳汁微粒,用不同的公稱尺寸在 100 毫微米以下。 在他們的研究中找到微粒大小的測量值可比較與電子顯微鏡術和動態光散射得到的結果。

圖 5。

Naonoparticle 風險分析

除接近實時以外分析與與 SMPS 討論的以上,電子流動性分析納米顆粒進程關連可能也使用監控處理相關納米顆粒風險。

高範圍解決方法允許微粒表面和微粒體積分佈的計算。 圖 6 顯示一個示例: 評定被採取了在倒空一極其細小的二氧化鈦 baghouse 期間到粉末收集時段。 除 SMPS 數據 (編號中間直徑) 以外,圖顯示總數濃度評定與 CPC 的 6,并且總額齒齦音存款表面濃度評定與納米顆粒表面監控程序 (TSI NSAM 設計 3550)。 圖 6 b 表示 SMPS 在自由流通的空氣的被評定的粒度分佈接近原材料處理運算。 在濃度的一個峰頂在進程期間中間名與傾銷鈦白粉末鼓相符了在水庫。

圖 6。

來源: 合併的 TSI

關於此來源的更多信息请請參觀合併的 TSI

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

Last Update: 13. June 2013 14:43

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