Система для создания стабильных наночастицу Аэрозоли из нанопорошков

Общая цель этого эксперимента — продемонстрировать, как можно использовать генератор воронки с псевдоожиженным слоем для получения стабильного аэрозоля из порошков наночастиц. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области гигиены труда. Например, может ли обращение с порошками наноматериалов привести к воздействию наночастиц на рабочих и связанным с этим рискам для здоровья.

Основное преимущество этого метода заключается в том, что он обеспечивает надежное и контролируемое аэрозолирование порошков наночастиц в качестве надежного источника наноаэрозолей для различных применений. Установка для этого эксперимента находится внутри вентиляционной камеры. Все компоненты находятся на месте, чтобы помочь зрителям сориентироваться.

Одним из основных компонентов является V-образный генератор стеклянного аэрозоля, способный противостоять высоким давлениям. Используйте проводящую транспортную трубку для частиц для подключения этого элемента к смесительной камере. Смесительный отсек представляет собой литровую металлическую бутылку.

Трубка с более проводящими частицами соединяет смесительный отсек с измерительной камерой. Заземленный, 12-литровый металлический барабан. Образцы частиц берутся из его верхней части.

Дополнительный поток направляется в систему фильтрации. На этой схеме представлен обзор всей системы. Сухой сжатый воздух фильтруется с помощью гиперфильтра перед поступлением в систему.

Высокоточный тюнер потока контролирует расход в аэрозольный генератор. Образующийся аэрозоль встречается с потоком разбавления в смесительной камере. Затем поток аэрозоля поступает в измерительную камеру для испытаний на аэрозоль или деагломерационные испытания.

К измерительным приборам с компьютерным управлением относятся сканирующий измеритель подвижных частиц, оптический счетчик частиц и просвечивающий пробоотборник электронной микроскопии. Все стенки камеры также должны быть очищены и очищены от частиц, чтобы начать эксперимент. Извлеките аэрозольный генератор из установки, чтобы подготовить систему к эксперименту.

Закройте систему, подсоединив трубку, которая была подключена к входу и выходу аэрозольного генератора. Затем переместитесь, чтобы запустить подачу отфильтрованного сухого воздуха для системы. На flow-регуляторе медленно отрегулируйте расход от нуля до 10 литров в минуту, и дайте ему поработать.

По прошествии не менее 30 минут используйте сканирующий подвижный измельчитель частиц для определения концентрации. Если он ниже 10 кубических сантиметров в течение трех измерений, считайте окружающую среду чистой и остановите поток воздуха. Далее перейдите к выходу пробоотборной и выходной труб.

Там используйте пробки, чтобы закрыть розетки. Прежде чем продолжить, убедитесь, что измерительные приборы готовы к использованию. Чтобы приготовить аэрозольный генератор, он должен находиться в хорошо проветриваемом помещении, как этот вытяжной шкаф, вместе с высокоточными весами.

Установите аэрозольный генератор вертикально, заблокировав его нижнее отверстие. Рядом с весами должен находиться испытуемый материал, стеклянная воронка, ложки и емкости. Этот флакон содержит порошок диоксида кремния, который является тестовым материалом для данного эксперимента.

Отмерьте 250 миллиграмм пробы, чего достаточно как минимум для 30 минут стабильного аэрозоля. В верхнюю часть аэрозольного генератора вставляем чистую и сухую воронку для добавления порошка. Подайте порошок в воронку для загрузки аэрозольного генератора.

Подавайте порции порошка, по одной, постукивая по ним, а затем снимайте воронку. Закройте верхнее отверстие генератора. Осторожно постучите по боковым стенкам генератора, чтобы переместить осажденный порошок вниз на дно.

Убедитесь, что большая часть частиц порошка достигает дна генератора, а не наклонных стенок. Далее снимите палочку в нижней части генератора и закройте нижнее отверстие пластиковой крышкой, чтобы избежать потери частиц во время передачи. Снимите генератор с опоры, чтобы отнести его к настройке эксперимента.

В этот момент аэрозольный генератор находится на месте в вентиляционной камере. Он находится в вертикальном, стоячем положении и поддерживается металлическими лесами. Внизу снимите колодку до входа в генератор.

Затем отсоедините соединение между входной и выходной трубками генератора. Подсоедините входную трубку от подачи отфильтрованного воздуха к нижней части генератора. В верхней части генератора снимите блок и подсоедините его к трубке, ведущей к смесительной камере.

Далее переходим к выходу из настройки и снимаем там блок. На этом этапе приготовьтесь к запуску потока аэрозоля на тюнере потока. Медленно увеличивайте норму с нуля литров в минуту до 0,3, до 0,5 литров в минуту.

Визуально подтвердите желаемый уровень аэрозоля, контролируя порошок в генераторе. Увеличивайте расход очень медленно, используя тюнер, при этом внимательно следя за движением порошка. И покорно прекратите увеличивать поток, как только будет достигнут желаемый уровень аэрозолизации.

Переходите к началу потока разбавления. Медленно увеличивайте норму с нуля литров в минуту до двух литров в минуту. Как только начнутся потоки аэрозолизации и разбавления, начните измерения с помощью оптического счетчика частиц и сканирующего измерителя подвижности частиц.

Как только аэрозоль стабилизируется, включите насос, подключенный к просвечивающему пробоотборнику электронной микроскопии. Для этого насоса используйте расход 0,3 литра в минуту. После завершения измерений начните останавливать эксперимент.

Сначала выключите поток разбавления, а затем поток аэрозоля. Далее переходим к генератору аэрозоля. Отсоедините выходную трубку от верхней части генератора и используйте пластиковый колпачок, чтобы предотвратить утечку порошка.

Далее отсоедините трубку от входа генератора и заблокируйте нижнее отверстие. Теперь извлеките генератор из вентиляционной камеры. Перенесите генератор в хорошо проветриваемое помещение с тазом, где его можно очистить.

Еще раз установите генератор вертикально, заблокировав его основание, чтобы предотвратить потерю материала. Для гидрофобных порошков используйте растворитель, такой как этанол, чтобы получить суспензию остатков порошка. Добавьте растворитель через верхнее отверстие генератора.

Затем осторожно встряхните генератор, чтобы обеспечить циркуляцию растворителя и суспензию частиц порошка. Следующим шагом является утилизация растворителя, высыпав его в контейнер для переработки. На этом этапе используйте бассейн и стандартные процедуры очистки лабораторной посуды, чтобы тщательно очистить генератор.

Чтобы высушить генератор, снова установите его вертикально, но на этот раз обеспечьте поступление сухого воздуха снизу и выход сверху. Запустите воздушный поток и поддерживайте его не менее одного часа. Эти данные относятся к гидрофобному диоксиду кремния, протестированному в соответствии с протоколом.

На этом графике концентрация числа частиц в зависимости от времени показана синими кругами. Красные ромбы представляют собой данные для среднего геометрического диаметра в зависимости от времени. Как концентрация, так и размер частиц начинают увеличиваться, как только начинается поток аэрозолизации.

Через 30–35 минут концентрация частиц и средний диаметр перестают существенно изменяться, что указывает на устойчивое состояние. Состояние длится не менее 30 минут, при этом используется 241 миллиграмм порошка диоксида кремния. Эти же данные обеспечивают индивидуальное распределение размеров в зависимости от сканирования с помощью сканирования с помощью метода определения размера частиц.

Сканирование длится 3,5 минуты. Пик медленно растет с течением времени, пока не достигнет стабильного значения, которое сохраняется до конца эксперимента. Здесь сравниваются распределения частиц по размерам от скорости потока аэрозоля в диапазоне от 0,3 до 1,1 литра в минуту, чтобы узнать их влияние на образование аэрозоля.

Пик спектра поднимается по мере увеличения потока. При самой высокой скорости потока появляется вторичный пик, указывающий на частицы микронного размера, находящиеся в воздухе. Распределение частиц по размерам в некоторой степени варьируется в каждом испытании и между испытаниями, проводимыми с одним и тем же порошком.

Ниже приведен вариант четырех повторных испытаний одного и того же материала с использованием идентичных скоростей потока. Стандартное отклонение составляет около 40 процентов для общей концентрации частиц и семь процентов для среднего геометрического размера. После освоения этой техники ее можно сделать за один час, если она выполнена правильно.

Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о том, что всегда нужно создавать чистый фон для эксперимента, так как это может существенно повлиять на результаты теста и их интерпретацию. После этой процедуры можно выполнить другие измерения, такие как создание чистой силы, чтобы ответить на дополнительные вопросы, такие как стабильность агломератов наночастиц и ее влияние на выброс в воздух. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области гигиены труда к изучению воздействия на человека искусственных наночастиц, полученных из порошков, и связанных с этим рисков для здоровья на рабочих местах.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как правильно проводить эксперимент по аэрозолизации, в том, что касается подготовки материала и системы, контроля потока и процедур очистки. Не забывайте, что работа с порошками наноматериалов может быть чрезвычайно опасной, и при выполнении этой процедуры всегда следует принимать меры предосторожности, такие как меры личной защиты и защиты окружающей среды.