Name: 2-프로 판 올 필드 비대칭 이온 기동성 분 광 분석을 사용 하 여 실내 공기 수준 농도에서 사진 산화 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: 배우세요 FAIMS를 사용하여 실내 공기 중 2-프로판올의 광산화 과정을 지속적으로 모니터링하는 방법을. 이 기술은 ppb 수준에서 반응 중간체를 실시간으로 추적하여 광촉매 공정을 이해하는 데 활용됩니다.

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저자는 부여에서 ERC에서 재정 지원 259619 사진 EM과 보조금 번호 620298 사진 공기 (개념 증명)에 대 한 감사.

1. 메이크업의 VOC 투과 튜브와 그 확산 속도의 결정
<ol><li>
2-프로 판 올 투과 튜브의 메이크업 참고: 오염을 방지 하려면이 과정 동안 장갑을 착용 한다. 주의: 2-프로 판 올은 가연성 및 자극. 어떤 개 방식 화로에서이 절차를 실시 합니다. 2-프로 판 올을 취급할 때 장갑을 착용 한다. 자세한 내용은 2-프로 판 올의 MSDS를 참조 하십시오.<ol>
<li>밖으로 측정 하 고 PTFE 튜빙의 14 cm 길이 잘라.</li>
		<li>인감 및 PTFE 튜빙, 그리고 2 cm 금속 주름 커버의 끝에 PTFE 막대의 길이가 2 cm을 삽입 하 여 튜브의 한쪽 끝을 방해</li>
		<li>로드와는 crimping에 주름 도구, 하 고이 악, PTFE 튜빙을 놓습니다. 부통령, 설정 가능한 PTFE 튜브는 주름으로 인감을 강화.</li>
		<li>PTFE 튜브의 오픈 엔드에 양의 2-프로 판 올, PTFE 튜빙은 약 1/3는 플라스틱 전체 (약 3-4 mL).</li>
		<li>반복 1.1.2-1.1.3 밀봉 하 고 투과 관;의 오픈 엔드 방해 투과 소스 다음 완료 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
투과 관에서 휘발성 유기 화합물의 확산 속도의 결정
	<ol>
<li>무게 보정된 균형, 무게와 시간 지적 4 소수 자릿수를 사용 하 여 투과 튜브.</li>
		<li>압축 공기에서 (이상적으로 의료 학년 압축 공기 또는 동급), 전원 연결 튜브 (PTFE 튜브, 내부 직경에서 직경 1/8에 0.063)에 선 압력 레 귤 레이 터. 레 귤 레이 터에서 연결, 250 mL GL45 유리 병 망 GL45 4 포트 커넥터의 포트 중 하나에 동일한 직경 PTFE 튜빙을 사용 하 여. 두 포트를 차단 하 고 최종 포트에 PTFE 튜브의 길이 연결 하 고 증기 두건이이 출구 안내.</li>
		<li>GL45 유리 병에 투과 튜브를 배치 하 고 2.5 L 분-1의 유량에 압축 공기의 연속 스팀 확인을 하십시오. 또는, 그림 1, 그림 및 설명 섹션 2.1에서에서 시스템의 희석 챔버에서 튜브를 배치 합니다.</li>
		<li>특정 시간 간격 (예. 매일) 무게 측정 (1.2.1) 및 장소 (1.2.2) 시스템으로 다시 반복. 무게에 있는 감소 균형을 사용 하 여 감지 되지 않으면 증가 침투 튜브 무게 사이의 시간 간격 (예. 주간, 격주). Note이 교정 과정, 확산 속도 따라 몇 개월의 기간을 걸릴 수 있습니다.</li>
		<li>X 축에 분에 시간 및 y 축에 nanograms (ng)에 대량 손실 확산 속도 그래프. 포인트; 사이 직선을 그릴 직선 방정식을 사용 하 여 (y = mx + c), 선의 기울기 (m)을 결정. 이 설 민-1에서 투과 속도입니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 사진-산화 반응
<ol><li>
빈과 사진 산화 반응 (그림 1)에서 사용 하기 위해 장비의 설정
	<ol>
<li>튜브를 연결 (PTFE 튜브, 내부 직경에서 직경 1/8에 0.063)에 선 공급 압축 공기에서 압력 레 귤 레이 터. 이것에서 습기의 일관 된 저수준 입력 설치 되도록 수 분 트랩을 연결 합니다. 여기에서 더 깨끗 한 압축 공기를 수 세미에 PTFE 튜브를 연결 합니다.</li>
		<li>수 분 트랩 또는 수 세미, 연결, 희석 챔버 투과 튜브 (GL45, 500 mL)을 개최 하는 데 사용 되는 유리 병, 동일한 직경 PTFE 튜빙을 사용 하 여. 가스 꽉 연결 사용 하 여 나사 모자 HPLC, GL45 4 포트 커넥터, 실리콘 물개와 함께 완료: 두 포트를 차단 하 고 다른 2 개의 포트, 연결이 꽉 보장 중 하나에 수 세미 또는 moister 트랩에서 튜브를 연결. 500 mL 유리병에 HPLC GL 45 나사 모자 나사.</li>
		<li>마지막 포트 또는 HPCL GL45 나사 모자, PTFE 튜브를 연결 하 고이 두 번째 HPLC GL45 4 포트 커넥터에 연결한 다음. 2.1.2, 것과 같이 두 포트를 차단 합니다. 유리 병 (GL 45, 250 mL), 반응 챔버로 사용 될 것입니다에이 HPLC FG45 나사 모자 나사.</li>
		<li>PTFE 튜브 HPLC GL45 나사 모자에 마지막 포트에 연결, 연결 튜브 FAIMS 가스 분석기, k 4를 사용 하 여 1/8 가스 꽉 피팅. 가스 분석기의 외부 포트는 오염 없이 실험실 작업 영역 입력 되도록 증기 두건에 가이드를 확인 하십시오.</li>
		<li>반응 챔버 챔버의 센터는 UV 램프에서 15 cm 위치 (예. 2 x 8 W 튜브 램프, 356의 피크 광자 방출 파장으로 구성 된 UV 램프 nm). 주의: UV 빛은 위험한 눈; 램프 및 원자로 빛에 노출을 피하기 위해 금속 방패 둘러싸여 확인.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
사진-2-프로 판 올의 산화
	<ol>
<li>위에서 설명한 설치의 희석 상공에 2 개의 2-프로 판 올 투과 관 이전 조립 (1.1)를 배치 합니다. 촉매를 배치 (예., 이산화 티타늄 기반 느낌, 크기 25 m m x 1 m m x 55)는 반응에서 챔버, 그리고 촉매는 UV 램프를 직면 하 고. 압축 공기의 흐름에 돌아서 조정 흐름은 2.5 L 분-1, 그리고 압력은 1 바.</li>
		<li>FAIMS 악기를 켜고 2-프로 판 올의 이온 전류를 볼 수 있도록 악기를 설정. FAIMS 장치에 대 한 구성 소프트웨어를 사용 하 여 늘려 RF 파형, FAIMS 악기에 의해 생산 되는 스펙트럼에 독특한 이온 봉우리를 볼 수 있습니다.</li>
		<li>FAIMS 장치에 대 한 구성 소프트웨어를 사용 하 여 모니터링 하 고 어둠 속에서 촉매와 시간의 기간 동안에 FAIMS에 의해 생성 하는 스펙트럼에 독특한 이온 봉우리에서 유출 하는 이온 현재를 기록 합니다. 봉우리 2-프로 판 올, 고 물을 것입니다. 세트 포인트에서 (예. 하룻밤 떠난 후), UV 램프, 설정 하 고 2-프로 판 올 및 물 이온 전류, 플러스 아세톤과 같은 중간 Voc에서 추가적인 신호에 대 한 FAIMS 스펙트럼 모니터링. 시스템 소프트웨어를 사용 하 여 늘리거나 새로운 신호에서 중간 이온 유출 확인 하려면 RF 파형. 주의: 모두 UV 빛 및 반응 기 들은 금속 방패 램프 조명 하기 전에 고 방패는 전체 UV 빛 반응에 걸쳐 존재 하는지 확인 합니다.</li>
		<li>세트 포인트에서 (예. 4 시간 후), UV 램프, 해제 하 고 계속 2-프로 판 올 및 추가 피크에 대 한 FAIMS 스펙트럼 모니터링.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Wang, S. B., Ang, H. M., Tade, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volatile+organic+compounds+in+indoor+environment+and+photocatalytic+oxidation%3A+State+of+the+art%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Int%22%5BJournal%5D)">Volatile organic compounds in indoor environment and photocatalytic oxidation: State of the art.</a> Environ. Int. 33 (5), 694-705 (2007).</li>
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</ol>

저자 로렌 브라운과 러셀 파리는 Owlstone 나노기술,이 문서에 사용 되는 FAIMS 분석 악기를 제조 하는 회사의 직원이 있습니다.

프로토콜 모델 VOC, 2-프로 판 올, 자외선 조명에서 저하의 동작을 결정 하 여 티타늄 기반 산화물 촉매의 효과 결정 하는 효과적인 방법을 설명 합니다. FAIMS를 사용 하 여 2-프로 판 올의 양의 실내 공기에 비해 농도에 반응에서 생산 될 수 있는 다른 VOC 제품 이외에 반응에 걸쳐 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 이 연속 자연 가스 착 색 인쇄기, 전통적으로 촉매 실내 공기 정화, 일괄 처리를 사용 하 여 모니터링 하는 데 사용에서 크게 다릅니다. 비싼 하 고 민감한 GC/MS 시스템 일반적으로 이러한 낮은 농도에서 Voc의 농도 결정 하는 데 필요한 하며 사진 산화 제품의 상세한 분석 일반적으로 같은 사진 산화 제품의 처리 활성 탄소 제품 adsorbing 고 질량 분석기로 그들을 탈 착 되. 질량 분석 모든 제품을 검색 하는 동안 FAIMS의 한계는 높은 프로톤 선호도 제품만 검출 될 수 있다 이다. FAIMS 낮은 농도 Voc, 결정에 우수 하지만 높은 농도, 포화 수 있습니다 실내 공기 수준 농도 응용 프로그램 시스템을 제한 하. 시스템 설명 여기 가스 크로마토그래피 촉매 반응에 대 한 통찰력 달성에 제한 하는 것을 제공할 수 있는 효과적이 고, 간단한 도구 FAIMS의 장점.
여기에 설명 된 FAIMS 시스템, 의료 학년 공기 흐름 가스 사용 됩니다. FAIMS 시스템 너무 민감한 되 고, 공기의 높은 품위 분석 사진 산화 수에 중요 하다. 그러면 사진 산화 과정에서 감지 하는 어떤 제품 든 지는. 마찬가지로, 그것은 중요 한 시스템에 누설이 있는지 확인 하는 FAIMS는 탐지 수 실험실 공기 일반적으로 농도에서 Voc를 포함. 신뢰할 수 있는 시스템을 제공 하는 시스템의 설치에 대 한 나열 된 소모품 및 일의 기간 동안 연속 모니터링 아니 감지 Voc 때 아무 촉매 표시 하고있다 또는 투과 관 존재.
포함 된 다른 휘발성 유기 화합물, 에탄올, 아세톤, 톨루엔, 등 및 프로토콜에 따라 단순히 투과 욕조 함으로써 시스템은 간단 하다, 그것은 또한 매우 유연-대안 Voc이 방법으로 시험 될 수 있다, 하는 동안. 촉매 반응 종종 습도 의해 영향을 받습니다. 여기에 개발 된 시스템 밑에 운영 한다 낮은 습도; 그러나 테스트 실시 될 수 있습니다에서 높은 humidities 구매 시스템에는 가습기를 소개. 휘발성 유기 화합물 사용에 따라 그것은 감소 되 고, FAIMS의 감도 귀 착될 수 있다 하지만 효과적인 테스트 실시 수 있습니다. 16
FAIMS의 지속적인 자연 가스 착 색 인쇄기, 전통적으로 공기 정화 광 촉매 효과 결정 하는 데 사용 되는 이점을 강조 한다. 16 , 17 가스 착 색 인쇄기를 사용 하 여 일괄 처리를 수집 하 고 분석 하는 공기 샘플; FAIMS, 지속적인 자연의 일괄 처리 가스 크로마토그래피 기법으로 해석 하는 도전적 일 수 있다 촉매 반응의 속도 론에서 자세한 보고가 있습니다. FAIMS의 간명이 이다 또 다른 장점은. 여러 Voc FAIMS의 복잡 한 분석을 수행 하기 위해 가능 하, 가스 크로마 토 그래프 질량 분석기, 비싼 될 수 있는 추가 처리 요구에 연결 될 필요가 있을 것 이다. 또한, 가스 크로마 토 그래프와 장기 반응을 수행, 비싼 자동된 시스템 될 것 이라고, 또는 노동 집약적인 샘플링; 이 경우 FAIMS와 아니다.
FAIMS의 지속적인 자연 이러한 ppb 농도에서 광 촉매 과정의 더 큰 이해를 얻기 위해 활용 될 수 있는 가스 착 색 인쇄기에 비해 상당한 이점을 제공 합니다. 또한, 여기 설명 하는 간단한 설치는 유연, 대체 촉매 및 Voc 촉매 과정의 이해를 더욱 개선 유사한 조건 하에서 테스트 될 수 있도록 합니다.

실내 공기의 품질 최근 최전선에 왔다. 아마도 놀랍게도, 실내 공기는 실외 공기 보다 더 높은 농도에 휘발성 유기 탄소 (Voc)의 큰 수를 포함 되어 있습니다. 1 주거 가정, 직장, 및 자동차, 기차, 항공기, 등 같은 장소에서 그들의 시간을 실내에서,의 80% 이상 지출 하는 사람들이 공기 품질 진짜 문제가 될 수 있습니다. 일반적인 실내 공기에서 VOCs의 많은 돌연변이 또는 발암 성,2,3 그리고 그래서 이들의 제거 핵심 우선 순위, 특히 '아픈 건물 증후군'의 현상 건강 및 작업 시간을 통해 분실 된 생산으로 이어질 수 있습니다. . 1 공기 정화 장치 광 촉매, 반도체, 변함없이 이산화 티타늄 (티 오2), 자외선, 활성화 사진 산화 과정을 통해 VOC을 저하를 포함할 수 있습니다. 광 촉매 수소 생산 및 오염 물질 저하4,5,,67;에 대 한 분할 하는 물에서 응용 프로그램과 함께 연구의 성장 지역 이다 공기 정화는 때문에이 응용 프로그램8의 상업적인 생존 능력 특히 활성 영역입니다. 그러나, 실내 공기 (일반적으로 ppb)에 존재 하는 농도에서 VOCs를 검출 도전 이다. 촉매 반응의 속도 론 다음 Langmuir Hinshelwood 속도 론9, 높은 농도에서 굴욕적인 Voc에 광 촉매의 효과 낮은 농도에서 효과 대표 하지 않습니다. 여기 우리는 다양 한 시스템 및 설명 필드 비대칭 이온 모빌리티 분광학 (FAIMS)를 사용 하 여 이러한 낮은 농도에서 Voc를 저하에 광 촉매의 효과 결정 하기 위한 프로토콜 티 오2 를 기반으로 이것을 설명 광 촉매, 그리고는 모델 VOC 2-프로 판 올.
이온화 가스 흐름, FAIMS와 분리 하 고 대기 압력10,,1112에 다양 한 전기 분야에서 그들의 이동성에 따라 화학 이온을 식별 합니다. Voc 등 높은 양성자 선호도 가진 분자는 분리 하 고 부품 십억 (ppb) 해상도 ppb 농도13FAIMS에 의해 감지에 적합. 지속적으로 여러 Voc를 동시에 모니터링 할 수, 그것은 촉매 공기 정화 뿐만 아니라 오염 물질으로 사용 하는 VOC 모니터링에서 테스트에 사용 하는 이상적인 분석. FAIMS도 검색할 수 있습니다 중간체 또는 다른 VOC 제품 촉매 반응에서 높은 프로톤 선호도, 핵심 요구 사항으로는 광 촉매에 효과적으로 저하를 완료 하지 않으면, 일부 Voc 생산으로 독성이 있을 수 있습니다 증명 또는 타락 하는 VOC 보다 더 많은 독성.
FAIMS 촉매 공기 정화 응용 프로그램14에 처음으로 최근에 사용 되 고 FAIMS는 가스 크로마토그래피에 우수한 제안 하지, 하지만 그것은 명확 하 게는 강력한 될 가능성이 있는 다양 한 대안을 제공 공기 정화를 공부 하 고 있는 도구입니다. 여기 우리 사진-2-프로 판 올을 기반으로 하는 이산화 티타늄 광 촉매와의 산화와 관련 된 프로토콜을이 기술을 보여 줍니다. 실내 공기에서 2-프로 판 올을 생성 하기 위해 레벨 농도 투과 관 사용된15은. 봉인 하 고 지속적인 흐름에서 양쪽 끝에 구겨지지 액체 휘발성 유기 화합물을 포함 하는 PTFE 튜브의 구성 된 봉인된 PTFE 침투 튜브 내에 포함 된 VOC 밖으로 실내 공기에 비해 농도에서 일정 속도로 확산 한다. 이 흐름은 다음 전달으로 반응 챔버를 포함 하는 느낌, 그리고 FAIMS 분석기에 정체성과 휘발성 유기 화합물의 부 량을 결정 수 있습니다. FAIMS 허용 농도 결정, 2-프로 판 올의 그리고의 스펙트럼의 라이브러리를 통해 Voc, 라이브러리와 그들의 스펙트럼의 비교를 통해 결정 하는 아세톤 등 사진 반응 동안 생산 추가 Voc의 정체성을 알고. 이 기술의 주요 장점은입니다의 유연성: 바꿈으로써 단순히 투과 관 또는 촉매, 대체 Voc 및 촉매는 시험 될 수 있다.

<table><tbody><tr><td>PTFE 튜빙</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>58699 SUPELCO&nbsp;</td><td>L x OD x ID 50피트 x 1/8인치 x 0063인치</td></tr><tr><td>인라인 압력 레귤레이터</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>23882 SUPELCO</td><td>고순도 버전(출구 압력 0-100psi, 1/8인치 스테인리스강 피팅</td></tr><tr><td>모이스처 트랩</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N9301193</td><td>70ml 1/8 피팅</td></tr><tr><td>나사 캡 HPLC, GL 45</td><td>VWR</td><td>554-3002</td><td>실리콘 씰이 있는 4개 포트</td></tr><tr><td>Duran GL 45 유리병</td><td>과학 실험실 용품</td><td>BOT5206</td><td>250 ml&nbsp;</td></tr><tr><td>Duran GL 45 유리병</td><td>과학 실험실 용품</td><td>BOT5208</td><td>500 ml</td></tr><tr><td>투과 튜브 제작 키트</td><td>Owlstone Nanotechnology</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-프로판올</td><td>Fisher Scientific</td><td>10477070</td><td>&nbsp; 이소프로판올, 엑스트라 퓨어, SLR</td></tr><tr><td>쿼첼 PCO 펠트</td><td>세인트 고베인</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UVIlite&nbsp; 램프</td><td>UVItec 제한</td><td>LI-208BL</td><td></td></tr><tr><td>스웨이지 피팅</td><td>스웨즈락</td><td>SS-202-1 / SS-200-SET</td><td></td></tr><tr><td>Lonestar 휴대용 분석기</td><td>올빼미 나노 기술</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

2-프로 판 올 필드 비대칭 이온 기동성 분 광 분석을 사용 하 여 실내 공기 수준 농도에서 사진 산화 분석

Analyzing the Photo-oxidation of 2-propanol at Indoor Air Level Concentrations Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry

기반으로 하는 이산화 티타늄 촉매와 휘발성 유기 화합물 2-프로 판 올이 보여주는 실내 공기 농도 (ppb) 휘발성 유기 탄소 (Voc), 저하에 광 촉매의 효과 결정 하는 데 사용할 다양 한 프로토콜을 설명 합니다. 프로토콜 필드 비대칭 이온 모빌리티 분광학 (FAIMS)는 지속적으로 확인 하 고 2-프로 판 올, ppb 수준에서 아세톤 등 Voc의 농도 모니터링 하는 분석 도구를 활용 합니다. FAIMS의 지속적인 자연 자세한 운동 분석과 장기 반응, 가스 크로마토그래피, 전통적으로 공기 정화 특성에 사용 되는 일괄 처리에 중요 한 이점을 제공 하 고 있습니다. 촉매 공기 정화에 FAIMS 사용 하 여 처음으로 최근에 사용 되 고 여기에 설명 된 프로토콜, 대체 Voc 및 촉매 유사한 프로토콜을 사용 하 여 테스트할 수 있도록 유연성 제공 독특한 낮은 농도에서 촉매 공기 정화 반응을 명료를 시스템.

FAIMS 가스 분석기는 지속적으로 희석 챔버에 2 개의 2-프로 판 올 투과 관을 활용 하 여 2.2에 설명 된 사진 산화 반응의 과정에서 보상 전압 대 전류 이온의 스펙트럼을 생산 하 고 이산화 티타늄 기반 느낌 광 촉매 반응 약 실에서. 스펙트럼 일반적으로 느낌은 어둠 속에서, 그리고 느낌 조명 FAIMS 분석기를 제작한 그림 2a에서 설명 됩니다. FAIMS 악기와 스펙트럼을 얻으려면, 악기에 RF 파형의 최대 64%로 설정 됩니다. 이 RF 파형 값에서 히드로 늄 이온 이온 (물 클러스터), 아세톤 단위체, FAIMS 악기 이온화 과정에서 형성 될 수 있다 2-프로 판 올 단위체 뚜렷한 보상 전압 (cv)에서 FAIMS에 검출기에 도달 그리고 그래서에 분리 된다 스펙트럼입니다. 개별 가스를 독점적으로 흐르는 FAIMS 통해 시스템 사용할 수 있는 스펙트럼을 결정 하 고 각각에 대 한 보상 값 가스16. 스펙트럼,-2.15 V의 보상 전압 피크 히드로 늄 이온 이온, 물 클러스터 이온 때 이온화 되는 공기에 있는 습기 형성 이다. -0.14 V의 이력서에 피크 2-프로 판 올14입니다. 현재 이온은 직접 비례 하는 2-프로 판 올 농도 확산 속도 (1.2)을 사용 하 여 너무,의 2-프로 판 올은 FAIMS 입력의 농도 결정 될 수 있다. 마찬가지로 아세톤, 그림 2b 쇼 대-1.44의 이력서에서 발생 하는 이온 전류 측정 됨으로 2-프로 판 올과 아세톤 스펙트럼에서 64%의 최대, RF 파형으로 사진 산화 프로토콜 통해 시간의 기능으로 특정 봉우리에서 2.2에서 설명합니다. 흐름과 습도 있는 미묘한 변화는 긍정적 이거나 부정적인 이온 전류 피크 cv 값을 이동의 효과 가질 수 있습니다, CV 값 ± 0.2 V의 피크 높이 사용 됩니다.
2-프로 판 올 시간이 지남에 어두운 증가에 반응 챔버와 FAIMS 분석기, 입력의 양입니다. 2-프로 판 올으로 희석 챔버, 2-프로 판 올 2-프로 판 올은 FAIMS 입력의 초기 낮은 금액을 차지 하는 촉매의 표면에 흡착 됩니다. 시간 계속 높은 이온 현재를 나타내는 기록 됩니다 2-프로 판 올의 높은 금액은 FAIMS를 입력 합니다. 이 느낌의 표면 2-프로 판 올 덮여 되 고, 따라서 촉매에 흡착 감소 제안 합니다.
반응 기 챔버가 켜져 때 2-프로 판 올은 FAIMS 입력에서 즉각적인 증가 이다. 이 의미는 양의 2-프로 판 올은 느낌의 표면에서 desorbs 및 FAIMS 분석기를 입력 합니다. 동시에, 아세톤, 조명 아래 느낌 사진 산화 2-프로 판 올 아세톤을 나타내는 이전 발견 되었습니다 어떤 이온 이력서-1.44 V에서 피크 전류 증가 있다. 시간 계속, 조명의 초기 시점 수준 이하로 크게 수준 2-프로 판 올 감소의 금액 및 아세톤 약 3 시간에 걸쳐 일관 된 두 이온 전류를 감지 하 고. 이 그 2-프로 판 올 지속적으로 아세톤, 또는 이산화탄소와 물 사진 산화 되는 것을 의미 합니다. 2-프로 판 올에 adsorbs 표면, 사진 산화, 그리고 제품 desorb 입력 FAIMS, 아세톤 기록 됩니다. 빛 후 현재 2-프로 판 올 이온 증가, 현재 아세톤 이온 감소 사진 산화 정지는 암시 하는 동안.
결과 2-프로 판 올과 아세톤, ppb 농도에 지속적으로 모니터링의 농도의 대표. 2-프로 판 올 전류 입력 조명 하기 전에 FAIMS의 조명 아래 정상 상태 2-프로 판 올 전류를 비교 하 여 촉매의 효율성으로 볼 수 있습니다, 2-프로 판 올을 나타내는 FAIMS를 입력에 큰 감소를 우수한 광 촉매입니다. 추가 Voc의 모니터링 또한 광 촉매의 효과의 더 나은 평가 수 있습니다. 공기 정화 응용, 이상적으로 VOC 한다 저하 될 이산화탄소와 물에. 추가 화합물 감지 효과 촉매 또는 빈약한 공기 정화 전략 (유량, 빛의 강도, 습도 수준)를 보여 줍니다. FAIMS 수 사진 반응 모니터링 그래서 촉매의 효과 입증 하 고 공기 정화 설치.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/54209/54209fig1.jpg"> 그림 1입니다. 원자로 설치. FAIMS 가스 분석기와 함께 사용 하기 위해 개발 된 광 촉매 설치를 설명 하는 다이어그램 (2.1 참조). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54209/54209fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/54209/54209fig2.jpg"> 그림 2입니다. 전형적인 결과. (RF 파형은 최대 64% 느낌을 포함 하는 반응 (회색 선) 어둠 속에 있을 때 그리고 그것은 FAIMS에 의해 생산 하는 a) 전형적인 스펙트럼 조명 (녹색 선). (b) 보상 전압 vs 이온 전류 스펙트럼에서 봉우리에는 이온 현재를 보여주는 그래프 RF 파형은 최대;의 64%에 있을 때 2-프로 판 올 사진-산화 반응 동안 생산 2-프로 판 올 (레드 라인) 그리고 아세톤 (파란 선) 조명 반응 강조 표시. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54209/54209fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

2-프로 판 올 설명 같은 실내 공기 농도 (ppb) 모델 휘발성 유기 탄소를 저하에 광 촉매의 효과 결정 하기 위한 프로토콜.

We demonstrate a versatile protocol to be used for determining the effectiveness of photocatalysts in degrading indoor air concentration (ppb) volatile ...

이 절차의 전반적인 목표는 Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry 또는 FAIMS를 사용하여 광촉매를 사용하여 자외선 하에서 모델 공기 오염 물질 2-프로판올의 광산화를 지속적으로 모니터링하는 것을 시연하는 것입니다. 이 방법은 광촉매 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있으며, 실내 공기 농도 수준 오염 물질의 광산화와 관련된 과정을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 2-프로판올 및 반응 중간체를 ppm 농도로 지속적으로 모니터링할 수 있다는 것입니다.2-프로판올 투과 튜브를 구성하려면 먼저 14cm 길이의 PTFE 튜브를 측정하고 자릅니다. PTFE 튜빙 끝에 2cm 길이의 PTFE 막대를 삽입하여 튜브의 한쪽 끝을 밀봉하고 압착한 다음 2cm 금속 압착으로 덮습니다. PTFE 튜브, 막대 및 압착을 압착 도구에 넣습니다.그런 다음 이것을 바이스에 넣으십시오. 바이스를 돌려 최대한 조여 PTFE 튜브를 크림프로 밀봉합니다. PTFE 튜브의 열린 끝 부분에 PTFE 튜브가 약 1/3 정도 채워지도록 약 3-4 밀리리터의 2- 프로판올을 피펫으로 만듭니다.이전과 같이 투과 튜브의 열린 끝을 밀봉하고 압착합니다. 이것으로 투과 소스가 완료됩니다. 투과 튜브에서 VOC의 확산 속도를 측정하려면 먼저 교정된 저울을 사용하여 투과 튜브의 무게를 소수점 이하 네 자리 이상까지 측정하고 중량과 시간을 모두 표시합니다.압축 공기 공급 장치에서 튜브를 인라인 압력 조절기에 연결합니다. 레귤레이터에서 포트 중 하나를 455mm GL250 유리병에 나사로 고정된 GL45 4포트 커넥터에 연결합니다. 두 개의 포트를 잠급니다.그런 다음 PTFE 튜브의 길이를 최종 포트에 연결합니다. 장치가 흄 후드에 있지 않은 경우 이 배출구에서 흄 후드로 튜브를 안내하십시오. 투과 튜브를 GL45 유리병에 놓고 분당 2.5리터의 유속으로 압축 공기가 일정하게 흐르는지 확인합니다.특정 시간 간격으로 투과 튜브의 중량 측정을 반복한 다음 시스템에 다시 놓습니다. 저울을 사용하여 중량 감소를 감지할 수 없는 경우 투과 튜브의 계량 사이의 시간 간격을 늘리십시오. 이 보정 프로세스는 확산 속도에 따라 몇 달이 걸릴 수 있습니다.x축에는 시간 단위의 확산 속도(분)와 y축의 질량 손실(나노그램)을 그래프로 표시합니다. 점 사이에 직선을 그립니다. 직선 방정식을 사용하여 선의 기울기를 결정합니다.이것은 분당 나노그램 단위의 투과 속도입니다. 광산화 반응을 위한 장비를 설정하려면 먼저 압축 공기 공급 장치에서 인라인 압력 조절기로 튜브를 연결합니다. 수분 트랩을 연결하여 일관되게 낮은 수준의 수분이 설정에 유입되도록 합니다.여기에서 PTFE 튜브를 스크러버에 연결하여 압축 공기를 추가로 청소합니다. 수분 트랩 또는 스크러버에서 투과 튜브를 담을 희석 챔버가 될 유리병에 연결합니다. 가스 기밀 연결을 보장하려면 실리콘 씰이 있는 나사 캡 HPLC GL45 4포트 커넥터를 사용하십시오.두 개의 포트를 잠그고 스크러버 또는 수분 트랩의 튜브를 다른 두 포트 중 하나에 연결하여 연결이 단단히 고정되도록 합니다. HPLC GL45 나사 캡을 500ml 유리병에 나사로 고정합니다. PTFE 튜브를 HPLC GL45 나사 캡의 최종 포트에 연결한 다음 두 번째 HPLC GL45 4포트 커넥터에 연결합니다.이전과 같이 두 개의 포트를 차단하고 이 나사 캡을 반응 챔버로 사용할 유리병에 나사로 고정합니다. 그런 다음 PTFE 튜브를 두 번째 나사 캡의 최종 포트에 연결합니다. 그런 다음 1/8 가스 밀폐 피팅을 사용하여 튜브를 FAIMS 가스 분석기에 연결합니다.장치가 흄 후드에 있지 않은 경우 가스 분석기의 외부 포트가 흄 후드로 안내되어 실험실 작업 영역에 오염이 유입되지 않도록 하십시오. 챔버의 중심이 자외선 램프에서 15cm가 되도록 반응 챔버를 배치합니다. 2-프로판올의 광산화를 수행하려면 희석 챔버에 두 개의 2-프로판올 투과 튜브를 놓습니다.촉매를 반응 챔버에 놓고 촉매가 UV 램프를 향하고 있는지 확인합니다. 압축 공기의 흐름을 켜고 흐름을 분당 2.5리터로 조정하고 압력을 1bar로 조정합니다. FAIMS 기기를 켜고 2-프로판올의 이온 전류가 보이도록 기기를 설정합니다.FAIMS 장치용으로 구성된 소프트웨어를 사용하여 RF 파형을 증가시켜 FAIMS 기기에서 생성되는 스펙트럼에서 뚜렷한 이온 피크를 볼 수 있도록 합니다. 어둠 속에서 촉매를 사용하여 일정 기간 동안 FAIMS에 의해 생성된 스펙트럼의 뚜렷한 이온 피크에서 방출되는 이온 전류를 모니터링하고 기록합니다. 피크는 2- 프로판올과 물입니다.설정점에서 UV 램프를 켜고 FAIMS 스펙트럼에서 2-프로판올 및 물 이온 전류와 아세톤과 같은 중간 VOC의 추가 신호를 모니터링합니다. 시스템 소프트웨어를 사용하여 RF 파형을 높이거나 낮추어 중간 이온에서 나오는 새로운 신호를 결정합니다. 일정 시간이 지나면 UV 램프를 끄고 FAIMS 스펙트럼에서 2-프로판올 및 추가 피크를 계속 모니터링합니다.2- 프로판올의 광산화의 대표적인 결과는 RF 파형이 최대 64 % 일 때 FAIMS에 의해 생성 된 스펙트럼을 보여주는 그림과 같습니다. 회색 선은 어둠 속에서 펠트를 포함하는 반응을 나타내고 녹색 선은 조명이 켜진 반응을 나타냅니다. 2-프로판올 피크의 크기 감소는 조명 아래에서 광산화가 일어나고 있음을 나타냅니다.아세톤 피크의 발달은 2-프로판올이 아세톤으로 광산화됨을 나타냅니다. 2-프로판올 광산화 반응의 대표적인 결과가 여기에 예시되어 있으며, 이는 반응 전반에 걸친 2-프로판올 및 아세톤 피크의 이온 전류를 보여줍니다. 반응이 조명됨에 따라 2-프로판올의 감소는 조명에 따른 아세톤 농도의 증가와 마찬가지로 명확하게 볼 수 있습니다.마지막으로, 조명이 꺼지면 반응이 멈추면서 아세톤이 감소하고 2- 프로판올이 증가합니다. 이 기술을 완전히 익히면 에탄올, 톨루엔 및 벤진을 포함하여 FAIMS로 검출할 수 있는 다른 휘발성 유기 탄소를 사용하여 이 기술을 적용할 수 있습니다. 여기에 제시된 기술의 연속적인 방법과 단순성은 GCMS와 같은 다른 기술에 유연하게 추가할 수 있으며 실내 공기 정화 연구에서 단백질 도구가 될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

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