Summary
उच्च दबाव नीलमणि सेल तंत्र के दबाव की एक विस्तृत श्रृंखला के तहत नमूने, चरण व्यवहार के बिना, अध्ययन करने के लिए एक अनूठा उपकरण है. एक cathetometer का उपयोग करना, बहुत ही सटीक मात्रा माप तरल विस्तार और चरण रचना को मापने के लिए रिकॉर्ड किया जा सकता है. इस प्रकार, इस कृत्रिम विधि बहु घटक मिश्रण (1) चरण संतुलनों के अध्ययन और दबाव के एक समारोह के रूप में उत्प्रेरक या मॉडल यौगिकों के (2) विभाजन व्यवहार सक्षम बनाता है.
Abstract
उच्च दबाव नीलमणि सेल तंत्र नेत्रहीन शारीरिक नमूने बिना अवस्थायाँ प्रणालियों की संरचना निर्धारित करने के लिए निर्माण किया गया था. विशेष रूप से, नीलम सेल ठीक चरण संरचना निर्धारित करने के लिए सामग्री की शेष राशि का एक सेट को हल करने के लिए कई लोडिंग से दृश्य डेटा संग्रह में सक्षम बनाता है. त्रिगुट चरण आरेख तो किसी स्थिति में प्रत्येक चरण में प्रत्येक घटक के अनुपात का निर्धारण करने के लिए स्थापित किया जा सकता है. त्रिगुट प्रणाली (गैस तरल तरल) के साथ साथ चर्चा की विशिष्ट उदाहरण हैं, हालांकि सिद्धांत रूप में, किसी भी त्रिगुट प्रणाली का अध्ययन किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, त्रिगुट THF की जल सीओ 2 सिस्टम 25 और 40 डिग्री सेल्सियस पर अध्ययन किया गया था और इस के साथ साथ वर्णित है. महत्वपूर्ण महत्व के, इस तकनीक का नमूना लेने की आवश्यकता नहीं है. नमूने पर प्रणाली संतुलन के संभावित अशांति को धोखा, निहित माप त्रुटियों, और शारीरिक रूप से दबाव में नमूने की तकनीकी कठिनाइयों इस तकनीक का एक महत्वपूर्ण लाभ है. पीके रूप में महत्वपूर्ण erhaps, नीलम सेल भी चरण व्यवहार के प्रत्यक्ष दृश्य अवलोकन सक्षम बनाता है. लगभग 2 MPa पर वास्तव में, सीओ 2 में दबाव बढ़ा है, सजातीय THF-पानी के घोल चरण विभाजन. इस तकनीक के साथ, यह आसानी से और स्पष्ट रूप से बादल बिंदु निरीक्षण और दबाव के एक समारोह के रूप में नवगठित चरणों की संरचना निर्धारित करने के लिए संभव था.
नीलमणि सेल तकनीक से प्राप्त आंकड़ों कई अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. हमारे मामले में, हम गैस का विस्तार तरल पदार्थ, गैस विस्तार ईओण का तरल पदार्थ और कार्बनिक जलीय Tunable सिस्टम (जई) 1-4 की तरह, tunable विलायकों के लिए सूजन और रचना मापा. नवीनतम प्रणाली के लिए, जई, उच्च दबाव नीलमणि सेल दबाव के एक समारोह के रूप में प्रत्येक चरण के (2) रचना (गैस तरल तरल), दबाव और तापमान के एक समारोह के रूप में (1) चरण व्यवहार का अध्ययन सक्षम और दबाव के एक समारोह के रूप में तापमान और दो तरल चरणों में (3) उत्प्रेरक विभाजनयकीन और रचना. अंत में, नीलम सेल एक समय पर फैशन में सटीक और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य माप इकट्ठा करने के लिए एक विशेष रूप से प्रभावी उपकरण है.
Introduction
प्रतिक्रियाओं एक हाइड्रोफोबिक उत्पाद के लिए फार्म एक हाइड्रोफिलिक उत्प्रेरक और एक हाइड्रोफोबिक सब्सट्रेट के साथ आयोजित किया जा रहा है, यह एक सजातीय प्रतिक्रिया प्रणाली प्रदान करने के लिए मिश्रित विलायकों को रोजगार के लिए काफी आम है. उदाहरण के लिए, THF पानी और acetonitrile पानी सामान्यतः इन समरूप प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं के लिए विलायक वाहनों मिश्रित कर रहे हैं. आदर्श रूप में, यह प्रतिक्रिया जलीय और कार्बनिक विलायक घटकों को अलग करने के लिए एक प्रेरित चरण विभाजन द्वारा पीछा सजातीय शर्तों के तहत किया जाता है, जिसमें एक प्रक्रिया विकसित करने के लिए लाभप्रद होगा. हाइड्रोफिलिक उत्प्रेरक तो जैविक चरण में जलीय चरण और हाइड्रोफोबिक उत्पाद में स्थापित किया जाएगा. समग्र प्रक्रिया उत्पाद की एक सतही जुदाई / अलगाव और उत्प्रेरक रीसायकल करने के लिए एक साधन के लिए सक्षम होगा. कार्बनिक जलीय Tunable सॉल्वैंट्स (जई) इस रणनीति को पूरा करने के लिए एक वाहन उपलब्ध कराते हैं. जई विकसित करने में पहला कदम एक फू के रूप में जैविक जलीय समाधान के चरण व्यवहार को समझने के लिए किया गया थाजैविक / पानी के अनुपात से nction, सीओ 2 के दबाव और तापमान. (प्रत्येक चरण में पार घुलनशीलता आईई) सीओ 2 के अलावा पर चरण जुदाई की दक्षता यों के लिए महत्वपूर्ण है. एक प्रक्रिया की दृष्टि से वास्तव में, पार घुलनशीलता अवांछित, संबंधित चरणों में उत्पाद और उत्प्रेरक नुकसान के लिए सीधे अनुवाद कर सकते हैं. इसलिए, दबाव के रूप में एक समारोह चरण संरचना जानने "वास्तविक दुनिया" अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण जानकारी है. नमूनाकरण तरीके उपलब्ध हैं, 5-7 हालांकि, उच्च दबाव प्रणाली से प्रत्यक्ष नमूना प्रणाली का संतुलन बदल और नमूना लाइन में दबाव या तापमान में अचानक परिवर्तन का एक परिणाम के रूप में चरण जुदाई या चमकती में हो सकता है. इसलिए, इस प्रणाली को परेशान और तेजी से अधिग्रहण और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य डेटा में सक्षम बनाता है नहीं है एक तरीका है कि बेहतर था. उच्च दबाव नीलमणि सेल तंत्र वास्तव में नमूने के बिना चरण व्यवहार को मापने के लिए एक बहुमुखी उपकरण है. यूएक cathetometer गाते हैं, बहुत सटीक मात्रा माप दर्ज किया जा सकता है. इन प्रयोगात्मक मात्रा माप तो राज्य (Stryjek और वेरा का संशोधन) की पेंग-रॉबिन्सन घन समीकरण के साथ प्रयोग किया और प्रभावी ढंग से तापमान और दबाव 8-10 के एक समारोह के रूप में मात्रा विस्तार और चरण रचनाओं की गणना करने के लिए नियमों का मिश्रण हूरों-विडाल संशोधित कर रहे हैं. इस तकनीक को विशेष रूप से वाष्प तरल तरल सिस्टम के चरण संतुलनों को मापने के लिए डिजाइन किया गया था. यह नीलमणि सेल ठोस शामिल है कि प्रणाली का अध्ययन करने के लिए अनुकूल नहीं है कि प्रकाश डाला जाना चाहिए. जई की मध्यस्थता प्रतिक्रियाओं, विभाजन और उत्प्रेरक रीसाइक्लिंग के लिए प्रयोगात्मक शर्तों के चुनाव को निर्देशित उच्च दबाव नीलमणि सेल के साथ प्राप्त डेटा. इसके अलावा, नीलम सेल भी (2) के दबाव के एक समारोह के रूप में अवस्थायाँ प्रणालियों में उत्प्रेरक विभाजन का निर्धारण, विलायक, कार्बनिक विलायकों और ईओण का तरल पदार्थ के साथ सीओ 2 के दबाव के एक समारोह के रूप में (1) उपाय विलायक विस्तार (या सूजन) के लिए इस्तेमाल किया गया थाप्रणाली और तापमान और (3) के दबाव के तहत आयोजित जटिल प्रतिक्रिया प्रणालियों में चरण व्यवहार को समझते हैं. इस के साथ साथ, हम उच्च दबाव नीलमणि सेल उपकरण (1) के विवरण, (2) संभव सीमाओं और सुरक्षा सावधानियों, (3) अपने ऑपरेटिंग प्रोटोकॉल, और सिद्धांत के परिणाम की (4) विशिष्ट प्रमाण रिपोर्ट.
ऊपर चर्चा उच्च दबाव नीलमणि सेल कस्टम चित्रा (1) बनाया गया था. संतुलन सेल एक खोखला नीलमणि सिलेंडर (50.8 मिमी आयुध डिपो एक्स 25.4 ± 0.0001 मिमी आईडी x 203.2 मिमी एल) के होते हैं. सेल एक पिस्टन द्वारा अलग दो कक्षों में बांटा गया है. नीचे सेल एक दबाव तरल पदार्थ (ठोस प्रयोजनों के लिए रंगे नीला) के रूप में इस्तेमाल पानी होता है और शीर्ष सेल संतुलन घटक (चित्रा 2) शामिल हैं. हवा में स्नान विशिष्ट सेटिंग और हुड आकार फिट करने के लिए Plexiglas से कस्टम निर्माण किया गया था. सेल एक डिजिटल तापमान नियंत्रण के साथ बनाए रखा है जो एक तापमान नियंत्रित airbath, अंदर रख दिया गया हैler. airbath का तापमान thermocouples (प्रकार कश्मीर) और डिजिटल readouts के साथ नजर रखी है. यह भी एक डिजिटल readout के साथ नजर रखी है कि नीलम सेल के अंदर एक अतिरिक्त thermocouple (प्रकार कश्मीर) है. दबावों एक दबाव transducer और डिजिटल readout के साथ मापा गया. दो उच्च दबाव, 500 मिलीग्राम, 10 एमपीए अप करने के लिए दबाव बनाए रखने में सक्षम सिरिंज पंप संचालन के लिए आवश्यक थे. पहले उच्च दबाव सिरिंज पंप प्रणाली पर दबाव डालने के लिए प्रयोग किया जाता है कि पानी होता है. दूसरे उच्च दबाव पंप सिस्टम के लिए सीओ 2 (या अन्य गैस) लागू करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. गैस इनलेट नीलमणि सेल के शीर्ष पर है. दबाव पिस्टन के दोनों किनारों पर संतुलन दबाव को प्राप्त करने के लिए उच्च दबाव सिरिंज पंप के साथ नियंत्रित किया जाता है. सेल एक घूर्णन शाफ्ट पर मुहिम शुरू की है, और मिश्रण को मैन्युअल पूरे सेल घूर्णन द्वारा हासिल की है.
तरल और वाष्प संस्करणों एक micromete साथ meniscus की ऊंचाई मापने के द्वारा की गणना कर रहे हैंआर cathetometer. 50 मिमी से भी कम विस्थापन के लिए, सटीकता 0.01 मिमी है, बड़ा विस्थापन के लिए, सटीकता 0.1 मिमी है.
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Protocol
1. नीलम सेल की सभा
- पिस्टन पर एक 116 आकार समर्थन अंगूठी और 210 आकार O-अंगूठी रखें. O-अंगूठी सामग्री से पहले विधानसभा के लिए प्रयोग के दौरान इस्तेमाल किए गए रसायनों के साथ संगत है कि सत्यापित करें.
- कुछ समर्थन के छल्ले एक फ्लैट और एक घुमावदार बढ़त हासिल है. यदि यह मामला है, नीचे फ्लैट किनारे और O-अंगूठी के खिलाफ घुमावदार किनारे जगह है.
- एक लड़ी टिप के साथ एक रॉड (चित्रा 3) का उपयोग पिस्टन के तल में धागा रॉड.
- सेल में पिस्टन डालने जबकि scratching को रोकने के लिए प्रयोगशाला (तौलिया या अन्य nonabrasive प्रयोगशाला पोंछे) की एक परत के साथ छड़ी लपेटें.
- सेल में पिस्टन डालें. यह कदम मुश्किल है, तो बल प्रयोग किया जाना चाहिए किया जा सकता है. लेकिन, यह केवल O-अंगूठी सेल की दीवार के साथ संपर्क में आता है कि यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है.
- ऊपर और नीचे अंत टोपी पर एक 8210 आकार समर्थन अंगूठी और 210 आकार O-अंगूठी (चित्रा 4) रखें. नोट: टीवह नीचे अंत टोपी संलग्न फिटिंग के साथ पानी की ओर है. अंत टोपियां डालने, जबकि केवल O-अंगूठी सेल की दीवार के साथ संपर्क में आता है कि सावधान रहें.
- अंत टोपियां संरेखित और बढ़ते ब्रैकेट के माध्यम से और एल्यूमीनियम स्पेसर के माध्यम से दो बोल्ट डालें.
- शिथिल पागल देते हैं.
- एल्यूमीनियम स्पेसर और अंत टोपी छेद के माध्यम से शेष दो बोल्ट डालें.
- शिथिल पागल देते हैं.
- 8-10 फुट करने के लिए सभी पागल कस / टोक़ एलबीएस.
- माउंट नीलमणि सेल के नीचे के माध्यम से और फिर घूर्णन शाफ्ट के माध्यम से बोल्ट पंगा लेना शाफ्ट घूर्णन पर ब्रैकेट करने के लिए सेल को इकट्ठा किया.
सुरक्षा नोट्स:- (नमूना अलावा के लिए) शीर्ष अंत टोपी पर वाल्व का उद्घाटन एक भयावह विफलता हो जाना चाहिए दूर उपयोगकर्ता से सामना करना पड़ रहा है, ताकि माउंट सेल इकट्ठे हुए.
- विशेष रूप से उपयोगकर्ता से दूर का सामना करने के लिए सुई वाल्व के ऊपर रखें.
- सभी उच्च दबाव फिटिंग, टयूबिंग और ऊपर से thermocouple देते हैं औरनीचे अंत टोपी. नीलमणि सेल का दबाव बनाने की ओर एक दबाव राहत वाल्व शामिल करने के लिए उच्च दबाव ट्यूबिंग देते हैं. दूर उपयोगकर्ता और बिजली के उपकरण (दबाव राहत पानी की रिहाई में परिणाम होगा) से दबाव राहत वाल्व स्थित है.
2. नीलम सेल के सुरक्षित हैंडलिंग
नोट:. हाथों से नीलम सेल संभाल नहीं है त्वचा से तेल के हस्तांतरण सूक्ष्म दरारें या खरोंच में परिणाम कर सकते हैं असुरक्षित प्रयोगशाला बेंच पर नीलम सेल जगह नहीं है.. हमेशा किसी भी दरारें या दोष पूर्व उपयोग के लिए सेल का निरीक्षण किया. दबाव में सेल संचालन जब नीचे की स्थिति में हवा स्नान रखें. कठोर सतह संभावना सेल खरोंच होगा, या सेल रोलिंग का खतरा नहीं है. airbath दो कार्य करता है प्रयोजनों: जब आवश्यक (1) के तापमान को नियंत्रित करने के लिए और (2) व्यक्तिगत और दबाव सामग्री के बीच एक बाधा प्रदान करने के लिएभयावह विफलता के मामले में सेल की.
- नीलमणि सेल हर 12 दबाव चक्र दबाव परीक्षण. एक दबाव चक्र वायुमंडलीय ऊपर दबाव बढ़ रही है और फिर depressurizing है. अक्सर इस्तेमाल नहीं करते हैं, तो सेल हर चार महीने दबाव परीक्षण. पानी से भरा ऑपरेटिंग पक्ष के साथ पूरा दबाव परीक्षण.
सुरक्षा नोट: दबाव परीक्षण एक असंपीड्य द्रव (. जैसे पानी) के दबाव में है, जबकि तंत्र विफल करना चाहिए के साथ पूरा किया जाना चाहिए.- नमूना इनलेट कनेक्शन (सेल के ऊपर) के लिए पानी से भरे उच्च दबाव सिरिंज पंप देते हैं और पूरी तरह से सेल भरें.
- नमूना इनलेट वाल्व बंद करें.
- पानी की कुछ बूंदों के उच्च दबाव ट्यूबिंग छोड़ इतना है कि सिरिंज पंप चलाने के लिए. यह कोई हवा से पहले कनेक्शन के लिए कतार में है सुनिश्चित करने के लिए है.
- नीलमणि सेल के तल पर फिटिंग नीलमणि सेल को ट्यूबिंग देते हैं.
- पानी टी के साथ नीचे सेल भरेंओ दबाव डालने और किसी भी संभव दबाव ड्रॉप पता लगाने के लिए दबाव की निगरानी.
- धीरे - धीरे दबाव राहत वाल्व की सेटिंग से अधिक दबाव 0.1 MPa वृद्धि हुई है. एक छोटे कंटेनर में दबाव राहत वाल्व से जारी है कि पानी ले लीजिए.
- वायुमंडलीय करने के लिए दबाव को कम.
- दबाव राहत वाल्व और उच्च दबाव सिरिंज पंप रीसेट.
3. नीलम सेल उपकरण के ऑपरेशन
- पानी के साथ लगभग आधा भरा उच्च दबाव सिरिंज पंप भरें. आवश्यक हो जाएगा कि पानी की मात्रा प्रयोग चलाया जाएगा, जिस पर दबावों से निर्धारित किया जाएगा. नोट: यदि आवश्यक प्रणाली depressurized किया जा सकता है, ताकि पूरी तरह से उच्च दबाव सिरिंज पंप भर नहीं है.
- पानी की कुछ बूंदों ट्यूबिंग छोड़ इतना है कि उच्च दबाव सिरिंज पंप चलाने के लिए. यह कोई हवा से पहले कनेक्शन के लिए कतार में है सुनिश्चित करने के लिए है.
- नीलमणि सेल फिटिंग के लिए ट्यूबिंग देते हैं.
- खुलागैस इनलेट वाल्व.
- पिस्टन तरल ऊंचाई cathetometer से मापा जा सकता है कि एक स्तर पर है जब तक पानी के साथ सेल भरें. नोट: गैस इनलेट वाल्व खुला नहीं है, तो सिस्टम दबाव बन जाएगा.
- गैस इनलेट वाल्व बंद करें.
- नमूना इनलेट कनेक्शन (खुला) के लिए एक हवाई तंग सिरिंज देते हैं और वापस 10 मिलीलीटर खींच कर सेल खाली.
- नमूना इनलेट वाल्व बंद करें.
- धीरे धीरे नमूना इनलेट वाल्व खोलते समय वायुरोधी सिरिंज पर थोड़ा दबाव लागू करें
- फिर से नमूना इनलेट से जुड़ी एक airtight सिरिंज का उपयोग करके नमूना की मात्रा इंजेक्षन. नोट: सिरिंज आकार पर निर्भर करता है, नीलमणि सेल airbath पूरी तरह से सेल से ऊपर नहीं उठाया जा सकता है के रूप में घूर्णन शाफ्ट पर उलटा होना पड़ सकता है.
- वाल्व बंद करें.
- मास नमूना के अलावा पहले और बाद सिरिंज. इसके पहले और बाद में सिरिंज की बड़े पैमाने पर रिकॉर्डिंग से नमूना की मात्रा को मापने. एक छोटी सी गलती associat हैकारण ट्यूबिंग और फिटिंग में छोड़ दिया नमूना के एक अज्ञात राशि के लिए इस विधि के साथ एड.
- वांछित तापमान पर हवा स्नान करना.
- नमूना पिछले cathetometer के साथ पहली ऊंचाई माप लेने के संतुलन के लिए आने की अनुमति दें. कोई परिवर्तन नहीं कम से कम 3x के लिए मनाया जाता है जब तक संतुलन सुनिश्चित करने के लिए दोहरा माप पहुँच गया था. संतुलन तक पहुँचने के लिए समय प्रणाली पर निर्भर है और मिनट से घंटों को लेकर हो सकता है. प्रणाली संतुलन हासिल किया गया है यह सुनिश्चित करने के लिए समय (24 घंटे) की एक विस्तारित अवधि के लिए मनाया जाता है, जिसमें एक प्रारंभिक अध्ययन को पूरा करें.
- सीओ 2 के साथ प्रधानमंत्री लाइन. पहली पंक्ति से किसी भी हवाई बेदखल करने के लिए उच्च दबाव सिरिंज पंप चलाकर सीओ 2 जोड़ें (इनलेट वाल्व संलग्न नहीं).
- गैस इनलेट वाल्व के लिए ट्यूब देते हैं.
- नीलमणि सेल करने के लिए गैस इनलेट वाल्व खुला. सीओ 2 की मात्रा से पहले उच्च दबाव सिरिंज पंप की मात्रा और एक रिकॉर्डिंग से सिस्टम को जोड़ा उपाय fter सीओ 2 के अलावा.
- यह सुनिश्चित करने के लिए (संतुलन तक पहुँच जाता है के बाद) पानी उच्च दबाव सिरिंज पंप पर प्रवाह की दर शून्य है जाँचें कि कोई लीक कर रहे हैं.
- उच्च दबाव सिरिंज पंप के साथ दबाव द्रव (पानी) का समायोजन करके वांछित मूल्य के लिए दबाव लाने.
4. नीलम सेल की साफ सफाई
प्रयोग के पूरा होने के बाद, नीलम सेल साफ. बार बार विलायकों के साथ धोने से सेल साफ करें. अगर जरूरत साफ करने के लिए (प्रोटोकॉल 5 देखें) सेल अलग करना.
- नमूना घुलनशील है जिसमें विलायक के लगभग 10 मिलीलीटर इंजेक्षन.
- दीवारों और पिस्टन साफ करने के लिए घूर्णन शाफ्ट पर सेल हिलाएँ.
- नीलमणि सेल पलटना और कक्ष की सामग्री खाली करने के लिए नमूना इनलेट वाल्व खुला.
- दोहराएँ प्रक्रिया.
- विलायक के रूप में एसीटोन के साथ दोहराएँ प्रक्रिया.
- सूखी सेल: सभी वाल्व खोलने और airbath गर्मी.
- फिटिंग से ट्यूबिंग निकालें. नोट: जल नीलमणि सेल के नीचे से पलायन होगा. प्रणाली ध्वस्त हो जाने के बाद यह आधे रास्ते सेल ऊपर है अगर नीलमणि सेल से पिस्टन निकाल रहा है मुश्किल है.
- उच्च दबाव सिरिंज पंप में पानी वापस चलाएँ.
- नमूना इनलेट वाल्व बंद करो और सीओ 2 के साथ सेल पर दबाव.
- उच्च दबाव सिरिंज पंप (<5 मिलीग्राम / मिनट) फिर से भरना.
- सेल दबाव नहीं है, तो उच्च दबाव सिरिंज पंप फिर से भरना न करें. हुड में बाहर निकलने के लिए गैस इनलेट वाल्व खोलने के लिए: सेल अभी भी उच्च दबाव पंप को वापस पानी चलने के बाद दबाव है.
- नीलमणि सेल से पानी की आपूर्ति ट्यूबिंग निकालें.
- नट और स्पेसर बोल्ट ढीला.
- बोल्ट बाहर ले जाओ. कोई धातु सेल के साथ संपर्क में आता है कि यह सुनिश्चित करें.
- बोल्ट आसानी से बाहर नहीं आते हैं, बोल्ट टैप करें.
- टाKe अंत टोपी सीधे बंद सेल को छूने के बिना.
- एक तौलिया में लिपटे पिरोया रॉड के साथ पिस्टन निकालें.
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Representative Results
उच्च दबाव नीलमणि सेल की योजनाबद्ध सेल की एक तस्वीर के साथ, चित्रा 2 में दिखाया गया है. नमूना शीर्ष सेल में है और नीचे सेल में प्रदर्शन प्रयोजनों के लिए नीले रंग के साथ पानी है. सीओ 2 गैस (घटक) एक उच्च दबाव सिरिंज पंप के माध्यम से पंप है जबकि तरल घटक, एक सिरिंज और वाल्व के माध्यम से तंग आ चुके हैं. दबाव पिस्टन के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है (पानी भी हमारे सेटअप में उच्च दबाव सिरिंज पंप के माध्यम से खिलाया जाता है). तरल और गैस चरणों स्पष्ट रूप से पिस्टन ऊपर, सेल में देखा जा सकता है. पिस्टन के विधानसभा प्रोटोकॉल में वर्णित है, और मूल रूप से पिरोया रॉड (चित्रा 3), समर्थन अंगूठी और जुड़े O-अंगूठी (चित्रा 3) के साथ निर्माण किया है. thermocouple सेल में तापमान उपाय. पूरे सेल ठीक तापमान को नियंत्रित करने के लिए एक हवाई स्नान में encased है. प्रत्येक तरल और वाष्प चरण का स्तर ठीक उपयोग कर मापा जाता है आरेख के बाएं हाथ की ओर स्थित cathetometer.
त्रिगुट चरण आरेख नीलमणि सेल तकनीक 11-13 का उपयोग कर दर्ज माप का उपयोग कर की गणना की गई है. आंकड़े 5 और 6 में दिखाया गया है निम्नलिखित सामग्री शेष का उपयोग करना, दो विशिष्ट त्रिगुट चरण आरेख का निर्माण किया गया.
1 समीकरण
2 समीकरण
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3 समीकरण
ऊपर समीकरणों में, एन नीलमणि सेल लोड हो रहा है और वी के चरणों की मात्रा α, β या cathetometer उपयोग मापा जाता है से जाना जाता मोल्स की संख्या है. दाढ़ की मात्रा, और घटक के तिल अंश चरण α में, β या अज्ञात चर रहे हैं मैं. एक multicomponent, multiphasic प्रणाली के लिए, नौ अज्ञात शर्तें नौ सामग्री शेष 14,15 स्थापित करने के लिए तीन अलग अलग सेल लोडिंग का उपयोग करके हल कर रहे हैं.
दो अलग तकनीक के साथ प्राप्त 25 डिग्री सेल्सियस पर पानी + सीओ 2 + THF की एक त्रिगुट आरेख चित्रा 5 में दिखाया गया है. कृत्रिम विधि नीलमणि सेल प्रोटोकॉल के साथ प्राप्त आंकड़ों का उल्लेख है. विश्लेषणात्मक विधि (यह एक प्रकार की मछली में आयोजित किया गया प्रत्येक चरण के नमूने अलग से लिया और विश्लेषण किया गया है जिसमें नमूने विधि को संदर्भित करता हैरिएक्टर डुबकी ट्यूब और नमूना छोरों) का सुसज्जित. जाहिर है, दो तरीकों से प्राप्त डेटा एक सटीक तकनीक के रूप में नीलम सेल की स्थापना, अच्छी तरह से तुलना करें. हालांकि नमूना तकनीक के साथ इसके विपरीत, नीलम सेल काफी कम प्रयोगात्मक गहन विश्लेषणात्मक पद्धति से है और माप त्रुटि को कम करता है और repeatability में सुधार. चित्रा 6 में, सीओ 2 + THF + पानी के त्रिगुट चरण आरेख की गणना चरण व्यवहार के साथ दिखाया गया है. 3 अलग तापमान पर डेटा की मेज भी (1 टेबल) में दिखाया गया है. प्रयोगात्मक, चरण व्यवहार पर सीधा दृश्य करने की क्षमता आवश्यक था. इस अभाव में और सीओ 2 की उपस्थिति में एक पानी / THF विलायक प्रणाली से पता चलता है जो 7 चित्रा, में विशेष रूप से स्पष्ट है. फिर नीले तरल पिस्टन ले जाकर दबाव को नियंत्रित करता है कि बस (एक नीले रंग के साथ) पानी है. THF / पानी के एक सजातीय मिश्रण (70/30) एक लाल, hydrophi युक्तसीओ 2 के अभाव में एलआईसी डाई चित्रा 6 में सही पर दिखाया गया है. सीओ 2 का 2 MPa के अलावा शीर्ष पर नीचे और THF विस्तार चरण में जलीय अमीर चरण के साथ एक हड़ताली चरण विभाजन का कारण बनता है. विशेष रूप से जलीय चरण यूवी माप में हाइड्रोफिलिक लाल रंग विभाजन का संकेत 10 6 (हमारे साधन का पता लगाने की सीमा) से एक विभाजन गुणांक अधिक है.
चित्रा 1. नीलमणि सेल के शरीर के आयामों के साथ योजनाबद्ध. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.
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चित्रा 2. योजनाबद्ध और नीलम सेल तंत्र की तस्वीर. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.
चित्रा 3. पिस्टन हटाने के लिए छड़ी पिरोया.
चित्रा 4. नीचे (बाएं) और शीर्ष समर्थन के छल्ले और O-अंगूठी के साथ लगे (दाएं) अंत टोपियां.
चित्रा 5. प्रयोगात्मक विधियों में से 25 डिग्री सेल्सियस की तुलना में इस प्रणाली THF / जल / सीओ 2 (●) कृत्रिम विधि (नीलम सेल) के त्रिगुट आरेख. (□) विश्लेषणात्मक विधि 8.
चित्रा 6. त्रिगुट प्रयोगात्मक विभिन्न सीओ 2 के दबाव, पर तरल तरल संतुलन दिखा 25 डिग्री सेल्सियस पर प्रणाली THF / जल / सीओ 2, के चित्र और डेटा 16 की भविष्यवाणी की.
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.. चित्रा 7 जल THF-सीओ 2 संतुलनों वाम: नहीं सीओ 2, एक एकल चरण. अधिकार: सीओ 2 का 2 एमपीए, डाई विभाजन> 10 6 के साथ दो तरल चरणों.
तालिका 1. 298 में सीओ 2 + THF + पानी की व्यवस्था के LLE, 313 कश्मीर 8.
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Discussion
नीलमणि सेल तंत्र नमूने बिना चरण व्यवहार को मापने के लिए एक अनूठा उपकरण है, और इस तरह संतुलन परेशान नहीं है. सटीक repeatable डेटा सुनिश्चित करने के लिए पीछा किया जाना चाहिए कि (प्रोटोकॉल 4 "नीलम सेल उपकरण के ऑपरेशन" हकदार) प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं. चरण रचना मापा जाता है जिसमें किसी भी प्रणाली के लिए, यह माप से पहले संतुलन तक पहुँचने के लिए महत्वपूर्ण है. नीलमणि सेल और अधिक तेजी से संतुलन प्राप्त करने के लिए मिश्रण की सुविधा है कि एक घूर्णन शाफ्ट पर रखा गया है. त्रिगुट प्रणाली एक निश्चित तापमान और दबाव पर तीन घटकों और तीन चरणों (वाष्प तरल तरल) के होते हैं. सामग्री की शेष राशि की एक श्रृंखला के माध्यम से, तीन चरणों की संरचना और दाढ़ मात्रा में मापा जाता है. मापन पुनरावृत्ति repeatable और सटीक दृश्य डाटा संग्रह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है.
कहा गया है, ठोस आसानी से इस तकनीक के साथ संभाला नहीं कर रहे हैं. सबसे पहले, यह दृश्य measu rendersलगभग असंभव REMENT. दूसरा, यह सेल की सफाई के लिए disassembled किया जाना जरूरी है. साहित्य 14,17 समस्या निवारण के लिए एक साधन प्रदान करता है, लेकिन, तकनीक सरल और कठिनाइयों के लिए महत्वपूर्ण क्षमता के बिना है. प्रस्तुत तकनीक की सीमाओं को भी अत्यधिक nonideal प्रणालियों के लिए विस्तार के लिए विचार किया जाना चाहिए.
उल्लिखित तकनीक के लिए संशोधन अतिरिक्त चरण व्यवहार के अध्ययन को समायोजित करने के लिए किया जा सकता है. नीलमणि सेल तंत्र, बाइनरी सिस्टम की मात्रा माप (VLE) और चरण व्यवहार माप का उपयोग सही ढंग से एक multicomponent प्रणाली में प्रतिक्रिया कैनेटीक्स पर विलायक प्रणाली के प्रभाव का वर्णन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. निम्न और उच्च दबाव पर VLL चरण संतुलनों को निर्धारित करने के साथ साथ वर्णित विधि सटीक और कुशल है. चरण रचना पर दबाव का असर नेत्रहीन और नमूने की आवश्यकता के बिना प्राप्त किया जा सकता है - और इस प्रकार प्रणाली के बिना परेशान. यह एक versatil हैई तकनीक और सीओ 2 के दबाव के एक समारोह के रूप में उत्प्रेरक विभाजन का दृढ़ संकल्प, मात्रा विस्तार, या तरल ईओण सूजन सहित अतिरिक्त अनुप्रयोगों के लिए हमारी प्रयोगशाला में इस्तेमाल किया गया है.
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Disclosures
लेखकों वित्तीय हित या हितों के टकराव प्रतिस्पर्धा नहीं है.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Hollow sapphire cylinder | 50.8 mm O.D. x 25.4±0.0001 mm I.D. x 203.2 mm L | ||
| Pressurizing fluid | Water | ||
| Syringe pumps | Teledyne Isco Model 500D | ||
| Digital temperature controller | Omega CN76000 | ||
| Digital readouts | HH-22 Omega | ||
| Thermocouples | Omega Type K | ||
| Pressure transducer & readout | Druck, DPI 260, PDCR 910 | ||
| CO2 | SCF grade | ||
| Cathetometer | Gaertner Scientific Corporation or any scientific lab suppliers | ||
| Relief valve | Spring loaded relieve valve (Swagelok) | ||
| Mounting bracket | Unistrut bracket | ||
| Hollow spacers | 3/4 in | ||
| 4 stainless steel bolts, 4 nuts, 2 washers | 3/4 in | ||
| 3 O-rings | Kalrez, 210 size | ||
| 3 backing rings | 116 size for piston; 2 8210 size for end caps | ||
| 1 multiport fitting | HiP | ||
| High pressure tubing | Stainless steel, 1/16 in |
References
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