Name: Fluid-cell Raman Spectroscopy for operando Studies of reaction and transport phenomena during Silicate Glass Corrosion(규산염 유리 부식 중 반응 및 수송 현상 연구)를 위한 Fluid-cell Raman Spectroscopy (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-09T13:20:00.000+00:00
Duration: 6 min 48 s
Description: 탐색하세요 고온 수용액 환경에서 규산염 유리의 실시간 부식 메커니즘을 Fluid-cell Raman 분광법으로 연구하는 방법을. 이 기술은 핵폐기물 유리의 장기 거동 예측 모델 개선에 필수적인 데이터를 제공합니다.

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<ol><li>Belançon, M. P., Sandrini, M., Zanuto, V. S., Muniz, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glassy+materials+for+Silicon-based+solar+panels%3A+Present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22J+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Glassy materials for Silicon-based solar panels: Present and future.</a> J Non-Crystalline Solids. 619, 122548(2023).</li>
<li>Iacocca, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+affecting+the+chemical+durability+of+glass+used+in+the+pharmaceutical+industry%5BTitle%5D)+AND+%22AAPS+PharmSciTech%22%5BJournal%5D)">Factors affecting the chemical durability of glass used in the pharmaceutical industry.</a> AAPS PharmSciTech. 11 (3), 1340-1349 (2010).</li>
<li>Grambow, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+general+rate+equation+for+nuclear+waste+glass+corrosion%5BTitle%5D)+AND+%22MRS+Online+Proc+Lib%22%5BJournal%5D)">A general rate equation for nuclear waste glass corrosion.</a> MRS Online Proc Lib. 44, 15-27 (1984).</li>
<li>Gin, S., Taron, M., Arena, H., Delaye, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+structural+disorder+induced+by+external+irradiation+with+heavy+ions+on+the+alteration+of+a+four+oxide+borosilicate+glass%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Mater+Degrad%22%5BJournal%5D)">Effect of structural disorder induced by external irradiation with heavy ions on the alteration of a four oxide borosilicate glass.</a> NPJ Mater Degrad. 8, 64(2024).</li>
<li>Geisler, T., Dohmen, L., Lenting, C., Fritzsche, M. B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+in+situ+observations+of+reaction+and+transport+phenomena+during+silicate+glass+corrosion+by+fluid-cell+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Real-time in situ observations of reaction and transport phenomena during silicate glass corrosion by fluid-cell Raman spectroscopy.</a> Nat Mater. 18, 342-348 (2019).</li>
<li>Stroncik, N. A., Schmincke, H. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+palagonite%3A+Crystallization%2C+chemical+changes%2C+and+element+budget%5BTitle%5D)+AND+%22Geochem+Geophys+Geosyst%22%5BJournal%5D)">Evolution of palagonite: Crystallization, chemical changes, and element budget.</a> Geochem Geophys Geosyst. 2 (7), 1017(2001).</li>
<li>Staudigel, H., Hart, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alteration+of+basaltic+glass%3A+Mechanisms+and+significance+for+the+oceanic+crust-seawater+budget%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim+Cosmochim+Acta%22%5BJournal%5D)">Alteration of basaltic glass: Mechanisms and significance for the oceanic crust-seawater budget.</a> Geochim Cosmochim Acta. 47, 337-350 (1983).</li>
<li>Udi, U. J., Yussof, M. M., Ayagi, K. M., Bedon, C., Kamarudin, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+degradation+of+structural+glass+systems%3A+A+review+of+experimental+research+and+main+influencing+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Ain+Shams+Eng+J%22%5BJournal%5D)">Environmental degradation of structural glass systems: A review of experimental research and main influencing parameters.</a> Ain Shams Eng J. 14, 101970(2023).</li>
<li>Majérus, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glass+alteration+in+atmospheric+conditions%3A+crossing+perspectives+from+cultural+heritage%2C+glass+industry%2C+and+nuclear+waste+management%5BTitle%5D)+AND+%22NPJMater+Degrad%22%5BJournal%5D)">Glass alteration in atmospheric conditions: crossing perspectives from cultural heritage, glass industry, and nuclear waste management.</a> NPJMater Degrad. 4, 27(2020).</li>
<li>Grambow, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nuclear+waste+glasses+-+How+durable%5BTitle%5D)+AND+%22Elements%22%5BJournal%5D)">Nuclear waste glasses - How durable.</a> Elements. 2, 357-364 (2006).</li>
<li>Hellmann, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanometre-scale+evidence+for+interfacial+dissolution-reprecipitation+control+of+silicate+glass+corrosion%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanometre-scale evidence for interfacial dissolution-reprecipitation control of silicate glass corrosion.</a> Nat Mater. 14, 307-311 (2015).</li>
<li>Gin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Origin+and+consequences+of+silicate+glass+passivation+by+surface+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Comm%22%5BJournal%5D)">Origin and consequences of silicate glass passivation by surface layers.</a> Nat Comm. 6, 6360-6360 (2015).</li>
<li>Gin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+controversial+role+of+inter-diffusion+in+glass+alteration%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Geol%22%5BJournal%5D)">The controversial role of inter-diffusion in glass alteration.</a> Chem Geol. 440, 115-123 (2016).</li>
<li>Gin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+international+initiative+on+long-term+behavior+of+high-level+nuclear+waste+glass%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Today%22%5BJournal%5D)">An international initiative on long-term behavior of high-level nuclear waste glass.</a> Mater Today. 16, 243-248 (2013).</li>
<li>Frugier, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SON68+Nuclear+glass+dissolution+kinetics%3A+Current+state+of+knowledge+and+basis+of+the+new+GRAAL+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nuclear+Mater%22%5BJournal%5D)">SON68 Nuclear glass dissolution kinetics: Current state of knowledge and basis of the new GRAAL model.</a> J Nuclear Mater. 380, 8-21 (2008).</li>
<li>Bunker, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+mechanisms+for+corrosion+of+silica+and+silicate+glasses%5BTitle%5D)+AND+%22J+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Molecular mechanisms for corrosion of silica and silicate glasses.</a> J Non-Crystalline Solids. 179, 300-308 (1994).</li>
<li>Cailleteau, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insight+into+silicate-glass+corrosion+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Insight into silicate-glass corrosion mechanisms.</a> Nat Mater. 7, 978-983 (2008).</li>
<li>Gin, S., Ryan, J. V., Schreiber, D. K., Neeway, J., Cabié, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+atom-probe+tomography+to+a+better+understanding+of+glass+alteration+mechanisms%3A+Application+to+a+nuclear+glass+specimen+altered+25years+in+a+granitic+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Geol%22%5BJournal%5D)">Contribution of atom-probe tomography to a better understanding of glass alteration mechanisms: Application to a nuclear glass specimen altered 25years in a granitic environment.</a> Chem Geol. 349 - 350, 99-109 (2013).</li>
<li>Geisler, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanism+of+borosilicate+glass+corrosion+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim+Cosmochim+Acta%22%5BJournal%5D)">The mechanism of borosilicate glass corrosion revisited.</a> Geochim Cosmochim Acta. 158, 112-129 (2015).</li>
<li>Geisler, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aqueous+corrosion+of+borosilicate+glass+under+acidic+conditions%3A+A+new+corrosion+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22J+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">Aqueous corrosion of borosilicate glass under acidic conditions: A new corrosion mechanism.</a> J Non-Crystalline Solids. 356, 1458-1465 (2010).</li>
<li>Putnis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+mineral+interfaces+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Why mineral interfaces matter.</a> Science. 343, 1441-1442 (2014).</li>
<li>Putnis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mineral+replacement+reactions%3A+from+macroscopic+observations+to+microscopic+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Mineralogical+Magazine%22%5BJournal%5D)">Mineral replacement reactions: from macroscopic observations to microscopic mechanisms.</a> Mineralogical Magazine. 66, 689-708 (2002).</li>
<li>Lenting, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+unifying+mechanistic+model+for+silicate+glass+corrosion%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Mater+Degrad%22%5BJournal%5D)">Towards a unifying mechanistic model for silicate glass corrosion.</a> NPJ Mater Degrad. 2, 28(2018).</li>
<li>Fritzsche, M. B. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+aqueous+corrosion+of+borosilicate+glasses+studied+in+operando+by+in+situ+fluid-cell+Raman+spectroscopy.%22">The aqueous corrosion of borosilicate glasses studied in operando by in situ fluid-cell Raman spectroscopy. Dissertation</a>. , University of Bonn. Germany. https://hdl.handle.net/20.500.11811/10602 (2023).</li>
<li>Iler, K. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aIler%2C+KR+%22The+chemistry+of+silica%3A+Solubility%2C+polymerization%2C+colloid+and+surface+properties+and+biochemistry+of+silica%22">The chemistry of silica: Solubility, polymerization, colloid and surface properties and biochemistry of silica</a>. , Wiley. (1979).</li>
<li>Gin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fate+of+silicon+during+glass+corrosion+under+alkaline+conditions%3A+A+mechanistic+and+kinetic+study+with+the+International+Simple+Glass%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim+Cosmochim+Acta%22%5BJournal%5D)">The fate of silicon during glass corrosion under alkaline conditions: A mechanistic and kinetic study with the International Simple Glass.</a> Geochim Cosmochim Acta. 151, 68-85 (2015).</li>
<li>Putnis, C., Ruiz-Agudo, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mineral-water+interface%3A+Where+minerals+react+with+the+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Elements%22%5BJournal%5D)">The mineral-water interface: Where minerals react with the environment.</a> Elements. 9, 177-182 (2013).</li>
<li>Icenhower, J. P., Steefel, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolution+rate+of+borosilicate+glass+SON68%3A+A+method+of+quantification+based+upon+interferometry+and+implications+for+experimental+and+natural+weathering+rates+of+glass%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim+Cosmochim+Acta%22%5BJournal%5D)">Dissolution rate of borosilicate glass SON68: A method of quantification based upon interferometry and implications for experimental and natural weathering rates of glass.</a> Geochim Cosmochim Acta. 157, 147-163 (2015).</li>
<li>Icenhower, J. P., Steefel, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimentally+determined+dissolution+kinetics+of+SON68+glass+at+90%C2%B0C+over+a+silica+saturation+interval%3A+Evidence+against+a+linear+rate+law%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nuc+Mater%22%5BJournal%5D)">Experimentally determined dissolution kinetics of SON68 glass at 90°C over a silica saturation interval: Evidence against a linear rate law.</a> J Nuc Mater. 439, 137-147 (2013).</li>
<li>Lenting, C., Geisler, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Corrosion+of+ternary+borosilicate+glass+in+acidic+solution+studied+in+operando+by+fluid-cell+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Mater+Degrad%22%5BJournal%5D)">Corrosion of ternary borosilicate glass in acidic solution studied in operando by fluid-cell Raman spectroscopy.</a> NPJ Mater Degrad. 5, 37(2021).</li>
<li>Lönartz, M. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+heavy+ion+irradiation+on+the+forward+dissolution+rate+of+borosilicate+glasses+studied+in+situ+and+real+time+by+fluid-cell+raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">The effect of heavy ion irradiation on the forward dissolution rate of borosilicate glasses studied in situ and real time by fluid-cell raman spectroscopy.</a> Materials. 12 (9), 1480(2019).</li>
<li>Müller, G., Fritzsche, M. B. K., Dohmen, L., Geisler, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feedbacks+and+non-linearity+of+silicate+glass+alteration+in+hyperalkaline+solution+studied+by+in+operando+fluid-cell+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim+Cosmochim+Acta%22%5BJournal%5D)">Feedbacks and non-linearity of silicate glass alteration in hyperalkaline solution studied by in operando fluid-cell Raman spectroscopy.</a> Geochim Cosmochim Acta. 329, 1-21 (2022).</li>
<li>Müller, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aM%C3%BCller%2C+G+%22Raman+spectroscopic+ex+situ+and+in+situ.+investigations+of+the+aqueous+corrosion+of+soda-lime+silicate+glasses%22">Raman spectroscopic ex situ and in situ. investigations of the aqueous corrosion of soda-lime silicate glasses</a>. , University of Bonn. Bonn. (2019).</li>
<li>Sulzbach, M., Geisler, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+replacement+of+celestine+%28SrSO4%29+by+strontianite+%28SrCO3%29+in+aqueous+solution+studied+in+situ+and+in+real+time+using+fluid-cell+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Minerals%22%5BJournal%5D)">The replacement of celestine (SrSO4) by strontianite (SrCO3) in aqueous solution studied in situ and in real time using fluid-cell Raman spectroscopy.</a> Minerals. 14 (2), 164(2024).</li>
<li>Dohmen, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22In+situ+.observations+of+reaction+and+transport+phenomena+during+silicate+glass+corrosion+by+fluid-cell+Raman+spectroscopy%3A+Method+development+and+applications.+Unpubl.%22">In situ .observations of reaction and transport phenomena during silicate glass corrosion by fluid-cell Raman spectroscopy: Method development and applications. Unpubl. PhD thesis</a>. , University of Bonn. Germany. (2019).</li>
<li>Everall, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Confocal+Raman+microscopy%3A+Why+the+depth+resolution+and+spatial+accuracy+can+be+much+worse+than+you+think%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Confocal Raman microscopy: Why the depth resolution and spatial accuracy can be much worse than you think.</a> Appl Spectrosc. 54, 1515-1520 (2000).</li>
<li>Everall, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depth+profiling+with+confocal+raman+microscopy%2C+part+II%5BTitle%5D)+AND+%22Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Depth profiling with confocal raman microscopy, part II.</a> Spectroscopy. 19, 22-27 (2004).</li>
<li>Everall, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+out-of-focus+sample+regions+on+the+surface+specificity+of+confocal+Raman+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">The influence of out-of-focus sample regions on the surface specificity of confocal Raman microscopy.</a> Appl Spectrosc. 62, 591-598 (2008).</li>
<li>Hauke, K., Kehren, J., Böhme, N., Zimmer, S., Geisler-Wierwille, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+hyperspectral+Raman+Imaging%3A+A+new+method+to+investigate+sintering+processes+of+ceramic+material+at+high-temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Sci%22%5BJournal%5D)">In situ hyperspectral Raman Imaging: A new method to investigate sintering processes of ceramic material at high-temperature.</a> Appl Sci. 9, 1310(2019).</li>
<li>Davis, K. M., Tomozawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+infrared+spectroscopic+study+of+water-related+species+in+silica+glasses%5BTitle%5D)+AND+%22J+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">An infrared spectroscopic study of water-related species in silica glasses.</a> J Non-Crystalline Solids. 201, 177-198 (1996).</li>
<li>Long, D. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLong%2C+DA+%22Raman+spectroscopy%22">Raman spectroscopy</a>. , McGraw Hill International Book Company. Great Britain. (1977).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>크로스 스크류 (6개)</td><td>---</td><td>---</td><td></td></tr><tr><td>블루 실리콘 와이어</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>단면:&nbsp; 1.5 mm&sup2;, 길이: 2 m</td></tr><tr><td>커패시터</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>용량: 사용자에 따라 100 nF</td></tr><tr><td>커넥터 s 선택</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eurotherm 컨트롤러 3216</td><td>Eurotherm/Emerson</td><td>주문 코드 3216 CC VH LXXX X XXX G ENG XXXXX</td><td></td></tr><tr><td>플랜지 없는 페룰 ETFE&nbsp;</td><td>Darwin Microfluidics</td><td>SKU: ID-P-200X</td><td>1/4"-28 for 1/16" OD&nbsp;</td></tr><tr><td>유체 셀 (용기 + 뚜껑)</td> <td>부록 (S1-S2)에 제공된 집에서</td> <td>만든</td><td>---</td>기술 도면발</tr><tr><td>열체, 금속 - 세라믹 히터 (MCH) 디스크</td><td>Alibaba</td><td></td><td>D : 30 mm, H : 1.5 mm; https://german.alibaba.com/product-detail/DC-Power-Supply-30mm-MCH-Round-1600118228465.html?spm=a 2700.7724857.0.0.7cde5nqq5nqq2n</td></tr><tr><td>Horiba HR800 라만 분광계</td><td>HORIBA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>LabSpec 6.5.1.24 분광학 스위트</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>메인 케이블과 플러그, 로드+중립 (L+N)</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>길이: 2 m</td></tr><tr><td>메인 퓨즈 1A&nbsp;</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>5x20 mm&sup2;</td></tr><tr><td>메인 퓨즈 홀더&nbsp;</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>5x20 mm&sup2;</td></tr><tr><td>메인 로커 스위치&nbsp;</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>230VAC 2A</td></tr><tr><td>미세유체 피팅 어댑터 여성 루어에서 1/4-28 남성까지&nbsp;</td><td>Darwin Microfluidics</td><td>SKU: ID-P-618</td><td></td></tr><tr><td>Millex 주사기 필터</td><td>Merck</td><td>SLGPR33RS</td><td></td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Merck</td><td>CAS-144-55-8</td><td></td></tr><tr><td>NMOS Mosfet F1010N</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td></td></tr><tr><td>플라스틱 인클로저</td><td>Reichelt Elektronik</td><td>TEKO KL22</td><td>인클로저 178x128x72</td></tr><tr><td>PTFE 샘플 홀더</td><td>집에서 만든</td><td>---</td><td></td></tr><tr><td>PTFE 튜브&nbsp;</td><td>Darwin Microfluidics</td><td>BL-PTFE-1608-20</td><td>1/16" OD</td></tr><tr><td>레드 실리콘 와이어</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>단면: 1.5 mm&sup2;, 길이: 2 m</td></tr><tr><td>저항기</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td>1/4W, 10kOhm</td></tr><tr><td></td><td>저항기 Reichelt Elektronik</td><td></td><td>1/4W, 2.2kOhm</td></tr><tr><td>사파이어 창&nbsp;</td><td>Edmund Optics GmbH</td><td>#71-225</td><td>D: 15 mm H: 100 &마이크로; m</td></tr><tr><td>차단 밸브 1/4-28&nbsp;</td><td>다윈 미세유체역학</td><td>SKU: ID-P-782&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>연구소 OD를 위해 주문을 받아서 만들어진</td> <td>실리콘 세탁기</td><td>ART Elektromechanik</td><td>: 15mm, ID: 8 mm; H: 0.5 mm</td></tr><tr><td>스위칭 모드 전원 공급 장치&nbsp;</td><td>Reichelt Elektronik</td><td>SNT RS 25 5</td><td>5V, 5A</td></tr><tr><td>열전대 연장 케이블, 플러그/소켓, 유형</td><td>K RS Components GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2m 열전대 소켓, K형, 케이스 마운트</td><td>RS Components GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>열전대, K형</td><td>TC Direct</td><td></td><td>D: 1mm, L: 50-100mm</td></tr><tr><td>인박스 배선용 다양한 케이블</td><td>Reichelt Elektronik</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

fluid-cell raman spectroscopy for operando studies of reaction and transport phenomena during silicate glass corrosion(규산염 유리 부식 중 반응 및 수송 현상 연구)를 위한 fluid-cell raman spectroscopy

Fluid-cell Raman Spectroscopy for operando Studies of Reaction and Transport Phenomena during Silicate Glass Corrosion

다음에서는 방법론의 주요 특징을 90°C의 공칭 온도, 즉 Geisler et al.4의 실험과 동일한 조건에서 삼원 Na 붕규산 유리(TBG) 샘플과 0.5M NaHCO3 용액을 사용한 부식 실험 결과로 설명됩니다. 측정 깊이에서의 실제 온도는 1016cm-1(실온에서)4 근처 중탄산염 대역의 온도 의존적 주파수 이동에서 결정된 바와 같이 86 ± 1°C였습니다. TBG는 이미 이전 FCRS 실험 24,30,31,35에서 사용되었습니다. 이 실험은 독일 본 대학의 지구과학 연구소(Institute for Geoscience)에서 Horiba Scientific HR800 컨포칼 라만 분광계로 수행되었습니다. 이 시스템에는 출력 전력이 2.2W인 주파수가 두 배인 Nd: YVO4(532.11nm) 레이저와 전자 증배기 전하 결합 장치가 장착되어 있습니다(그림 3B). 개구수가 0.8인 100x 장거리(LWD) 대물렌즈, mm당 600개의 홈이 있는 분광계 격자, 600μm의 공초점 구멍, 200μm의 분광계 입구 슬릿 너비가 사용되었습니다. 분광계는 처음에 520.7cm-1에서 1차 라만 대역을 가진 실리콘 단결정으로 보정되었습니다. 라만 신호는 200 - 1735 및 2800 - 4000 cm-1의 파수 범위에서 측정되었습니다. 첫 번째 파수 범위에는 최대 며칠의 장기 측정 동안 분광계 이동에 대해 각 스펙트럼을 보정하기 위해 내부 파수 표준으로 기록된 1707.36cm-1의 Ne 라인이 포함됩니다(실험실의 ± 0.5°C 온도 변화로 인해). 여기에 제시된 라만 데이터는 달리 명시되지 않는 한 기록된 Ne 라인24,39에 가우스 함수를 피팅하여 가능한 주파수 변동에 대해서만 수정되었습니다. 또한, Ne 선은 5.1cm-1인 FWHM(Full Width at Half Maximum)으로 주어진 스펙트럼 해상도를 경험적으로 결정하는 데 사용되었습니다.
그림 5A는 기록된 원시 스펙트럼을 사용하여 소프트웨어에 의해 표시된 유리, 용액 및 SAL의 공간 분포의 시간적 변화를 보여줍니다. 이 거짓 색상 시간 대 위치 이미지는 라인 스캔, 즉 유리/용액 인터페이스를 가로지르는 x 방향의 포인트별 측정에서 생성되었습니다. 이미지는 처음 4.0시간 이내에 지속적으로 후퇴하는 유리/용액 계면을 보여주며, 이는 유리의 합동 용해를 나타냅니다. 비정질 실리카의 첫 번째 신호는 8.3시간 후에 감지되어 SAL의 침전을 포착했습니다. 그림 5B는 그림 5A 및 그림 6A와 같이 용액, SAL 및 유리의 단일 지점(픽셀)에서 기록된 대표적인 원시 라만 스펙트럼과 함께 공간 분포를 시각화하기 위해 강도 통합에 사용되는 개별 주파수 창을 보여줍니다. 이 실험에서 강조해야 할 주요 관찰 사항은 SAL과 기본 유리 사이에 물이 풍부한 영역이 형성된다는 것입니다. 이 물이 풍부한 영역은 약 80시간 후에 형성되기 시작했으며, 이 순간부터 약 6-8μm 너비의 투명한 계면 수층으로 성장했습니다(그림 6A). 그림 6B에서는 벌크 용액, SAL, 계면 용액 및 공칭 무수 유리에서 발생하는 물 진동의 주파수 범위에서 대표적인 평균 라만 스펙트럼이 표시됩니다. 스펙트럼은 벌크 용액과 계면 용액 사이의 H2O 강도 차이를 강조하지만, SAL의 스펙트럼은 Si-OH 진동(35)에 할당 될 수있는 3600cm-1 근처의 새로운 신호를 포함한다는 것을 강조합니다. 이 추가 OH 대역은 계면 수층과 벌크 용액의 스펙트럼에서 볼 수 없으며, 이는 물로 채워진 실험 중에 깨끗한 유리와 SAL 사이의 명확한 간격이 천천히 진화했다는 추가 증거입니다. 반응이 진행되는 동안 이러한 계면 수층(또는 물이 풍부한 계면)의 형성은 ICDP 모델의 본질적인 특징이며 널리 받아들여지는 침출 메커니즘 4,17로 설명할 수 없습니다. 이 관찰을 재현할 수 있다는 사실은 수용액에서 규산염 유리의 부식을 현실적으로 시뮬레이션하는 것을 목표로 하는 모델링 접근 방식에서 분명히 고려해야 하기 때문에 매우 중요합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67763/67763fig01.jpg"> 그림 1: 가장 중요한 두 가지 기계론적 유리 부식 모델의 개략도. (A) 고전적인 침출 모델13,16 및 (B) 상호 확산(ID) 영역23을 갖는 계면 결합 용해-침전(ICDP) 모델19,20. 이 수치는24에서 수정되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/67763fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67763/67763fig02.jpg"> 그림 2: 유체 세포 라만 분광법의 실험 설정. (A) 레이저 빔은 반응 선단의 방향과 평행하게 정렬됩니다. 반응 셀에는 바닥에 가열판이 장착되어 있으며 선택적 용액 교환 또는 관류 실험을 위한 입구 및 출구가 있습니다. (B) 산란광을 감지하기 위해 현미경, 자동화된 x-y-z 스테이지 및 CCD(Charge Coupled Device)가 장착된 라만 분광계의 스케치. (C) 유체 셀의 PEEK 구성 요소에 대한 개략적인 기술 도면. (D) 라만 현미경의 자동 스테이지에 장착된 채워진 유체 셀의 사진. 설정은 확장되지 않습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/67763fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67763/67763fig03.jpg"> 그림 3: 유체 셀 뚜껑 조립. (A) 광택 샘플과 PTFE 홀더 (B) 유체 셀의 뚜껑에 놓인 실리콘 와셔. (C) 사파이어 창은 와셔 상단에 정확하게 위치합니다. (D) 샘플이 사파이어 창을 향하고 있는 PTFE 홀더가 창에 놓여 있습니다. (E) 샘플의 위치를 고정하는 나사식 PEEK 캡. (F) 측면 view 뚜껑에 단단히 조여진 캡의 모습. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/67763fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67763/67763fig04.jpg"> 그림 4: 다양한 깊이에서 원시 라만 스펙트럼의 스택 플롯. Na 붕규산 유리와 0.5M NaHCO3 용액을 사용한 제시된 실험의 스택 플롯. 사파이어 창의 표면은 z = 0으로 설정됩니다. 사파이어 창의 두께가 100μm인 경우 -150μm에서 창 바닥과 유리 모놀리식 상단 사이의 거리는 약 50μm입니다. 청색 스펙트럼은 사파이어, 0.5M NaHCO3 용액 및 Na 붕규산 유리의 혼합 스펙트럼을 표시합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/67763fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67763/67763fig05.jpg"> 그림 5: 유리, 용액 및 실리카 기반 SAL의 분포를 86°C에서 시간과 공간의 함수로 나타낸 분포. (A) Na 붕규산 유리와 0.5M NaHCO3 용액을 사용한 실험의 처음 24시간 동안의 시간 함수로 유리/용액 계면을 가로지르는 초분광 라만 라인 프로파일. (B) 단일 포인트 측정에서 렌더링된 원시 라만 스펙트럼의 스택 플롯((A)의 흰색 직사각형). 빨간색, 녹색 및 파란색 점선은 각각 유리(1000 - 1250 cm-1), 중탄산염 용액(1560 - 1700 cm-1) 및 실리카 기반 SAL(250 - 600 cm-1)을 시각화하는 데 사용된 파수 범위를 나타냅니다. 이러한 경계 내의 Raman intensity는 wavenumber window의 경계에서의 intensity에 의해 정의된 선형 배경을 뺀 후에 통합되었습니다. 별 기호는 사파이어 창의 약한 신호를 표시합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/67763fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67763/67763fig06.jpg"> 그림 6: 유리, 물이 풍부한 계면 및 대표적인 라만 스펙트럼과 함께 시공간의 함수로서의 SAL의 분포.(A) Na 붕규산 유리와 0.5M NaHCO3 용액을 사용한 실험의 81시간에서 140시간 사이의 시간 함수로서 유리/용액 계면을 가로지르는 초분광 라만 라인 프로파일, 유리와 SAL 사이의 계면 수층의 형성을 보여줍니다. (B) (A)에서 사각형으로 표시된 영역에 대해 평균을 낸 누적 원시 라만 스펙트럼으로, SAL 내 물의 각 라만 모드의 강도 신호의 감소 및 SAL과 용해 유리 사이의 증가를 보여줍니다. SAL 내에서, 약 3600cm-1의 추가 신호 강도는 실라놀 그룹의 스트레칭 모드 (Si-O-에 H- 결합) 40에 할당 될 수 있습니다. 유리 영역에서 눈에 보이는 약한 물 신호는 사파이어 창과 유리 샘플 표면 사이의 용액 층에서 발생합니다. 날카로운 봉우리는 Ne 선입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/67763fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67763/67763fig07.jpg"> 그림 7: FCRS 실험의 임계점. (A) 재료 계면을 따라 공기 주머니의 잠재적인 포착 및 핵형성(규모가 아님). (B) 사파이어 창의 바닥과 유리 샘플의 상단 사이의 용액으로 채워진 틈(스케일이 아님). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/67763fig07large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 그림 1: PTFE로 만든 샘플 홀더의 기술 도면. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/S1_PTFE_sample%20holder_Tech%20Drawing.pdf" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 그림 2: PEEK로 만든 유체 전지 구성 요소의 기술 도면. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/SF2_Technical%20drawing.png" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 그림 3: PEEK로 만든 유체 전지 구성 요소의 기술 분해도 도면. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/SF3_Technical%20exploded%20view%20drawing.png" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 그림 4: 반응기 셀의 히터에 대한 자세한 설명. 반응기 셀 발열체는 최대 400°C의 온도를 견딜 수 있는 금속-세라믹 히터 디스크(MCH)입니다. 직경은 30mm, 두께는 1.5mm입니다. 발열체는 작은 전자 회로를 통해 온도 조절기에 연결됩니다. 히터와 컨트롤러 사이의 연결은 유연하고 열에 강한 실리콘 와이어로 이루어집니다. 온도 컨트롤러는 전자 회로 및 5V 전원 공급 장치와 함께 작은 플라스틱 상자에 들어 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67763/Supplementary%20Figure%204_RE.png" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

Fluid-cell Raman Spectroscopy for operando Studies of reaction and transport phenomena during Silicate Glass Corrosion(규산염 유리 부식 중 반응 및 수송 현상 연구)를 위한 Fluid-cell Raman Spectroscopy

Fluid-cell Raman Spectroscopy (FCRS) enables the real-time and space-resolved (operando) study of reaction mechanisms, kinetics, and their mutual ...

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