ייצור, מדידה של החומר חלקיקים אורגניים כור צינור זרימה

כורי צינור זרימה בנויים לחקות את תהליכי הייצור של חומר חלקיקי אורגני אטמוספרי, ומשמשים לחקר המנגנון, התהליכים והאפיון של החומר החלקיק. היתרון בשימוש בכור צינור זרימה הוא שהוא מאפשר סינתזה מהירה של חלקיקי תרסיס על פני מגוון רחב של מספר חלקיקים וריכוזי מסה. עבור להגדיר הציג כאן כור צינור זרימה מצויד מזרק ניד אשר יכול לדגום חומר חלקיקי אורגני בנקודות זמן שונות בתוך כור הזרימה.

חומר החלקיקים היוצא מצינור הזרימה מנותח על ידי סוגים שונים של טכניקות מקוונות ולא מקוונות כולל מייזר חלקיקי ניידות סריקה וספקטרומטר מסת חלקיקי אירוסול. וגם ידגום על מסנני חלקיקים. צינור הזרימה הוא פלטפורמת כור מתאימה לביצוע ניסויים לאחר ניתוח מהיר באינטרנט, וניתוח לא מקוון של חומר החלקיקים המיוצר.

חלקיקים אטמוספריים היו חלק מההשפעות של האקלים, בריאות האדם ונראות. מנגנון הייצור של עניינים חלקיקיים אורגניים, עם זאת עדיין נשארים מאופיינים מספיק אינם נבונים. גישה אחת לפתרון בעיה זו היא להשתמש בכור צינור זרימה כדי לבצע מחקרי מעבדה המסייעים לנו להבין את היווצרות ומנגנון התגובה של חומר חלקיקי אורגני.

כור צינור הזרימה מורכב משלושה חלקים. החלק הראשון של ניסוי צינור הזרימה הוא הזרקת מבשר אורגני. מערכת ההזרקה מורכבת משלושה יסודות.

משאבת מזרק, מזרק זכוכית, ונורה מזכוכית בפיגור 3. הפתרון האורגני מוזרק ללא הרף באמצעות משאבת המזרק לתוך נורת הזכוכית, ואז הוא מתאפד. ואז האדים מנוכים לתוך צינור הזרימה שבו התגובות מתרחשות כדי לייצר אוכלוסיית חלקיקים.

החלק השני של כור צינור הזרימה מורכב מצינור הזרימה עצמו וגם סמפלר מטלטלין. סמפלר מטלטלין יכול לשלוט בזמן המגורים של החלקיקים בתוך צינור הזרימה משלוש שניות ל 42 שניות, ולכן לעזור לנו ללמוד את המנגנון מאכל עבור חלקיקים אורגניים זה וגם לעזור לנו לעבור את המנגנון ברוטו בין קרישה ועיבוי גדל. החלק האחרון של מערכת כור צינור הזרימה הוא המכשירים המנתחים חלקיקים אורגניים.

יש לנו את Sizer חלקיקי ניידות סריקה מנתח מסת חלקיקי תרסיס ללמוד את ריכוז מסת מספר וגם ללמוד את הצורה של החלקיקים יוצאים מצינור הזרימה. הפרוטוקולים לביצוע ניסוי צינור הזרימה מוצגים להלן. הזרקת שלב גז של כור צינור הזרימה.

בהתאם למטרת הניסויים, מגוון רחב של תרכובות אורגניות נדיפות יכול לשמש כמבשר אורגני לניסוי. אלפא פיין משמש כאן כדוגמה להליך של הזרקת מבשר אורגני לתוך כור צינור הזרימה. השתמש micro-pipette למשוך מיליליטר אחד של אלפא אורן ולאחר מכן להעביר את הנוזל לבקבוק נפח חמישים מיליליטר.

השתמש שני butanol כדי למלא את הבקבוק נפחי לחמישים מיליליטר ובכך לדלל את אורן אלפא על ידי יחס של אחד עד 49. לנער את הבקבוק נפחי לערבב את הממס ואת מסיס ביסודיות. השתמש במזרק חמישה מיליליטר כדי למשוך את פתרון אלפא אורן.

לשטוף את המזרק שלוש פעמים עם הפתרון ולאחר מכן למלא את כל המזרק. הסר את כל הבועות במזרק. חבר את המזרק למחט חדה ולאחר מכן להעביר את המזרק על מזרק מזרק.

הכנס את קצה המחט לתוך בקבוקון תחתון עגול כדי לאסוף את הפתרון. מחממים את בקבוק האידוי ל-135 פלוס או מינוס מעלות צלזיוס על ידי התאמת העוצמה של סרט החימום. הגדר את קצב בקרת הזרימה ההמונית ל- 5 ליטרים סטנדרטיים לדקה.

המטרה היא להציג זרימה עדינה של 5 ליטרים סטנדרטיים לדקה אוויר מטוהר כדי לאיד ולהסיע אלפא אורן מוזרק מן המזרק. הפעל את מזרק המזרק והתאם את קצב הפליטה לערך שנקבע על-ידי המשתמש. זרימה פסיבית של אוויר בארבעה ליטרים סטנדרטיים לדקה דרך מחולל אוזון.

תדליק את גנרטור האוזון. לשלוט בריכוז האוזון לערכים המתאימים על ידי התאמת אורך צינור הזכוכית מגן על מנורת UV בתוך הגנרטור. הפעל את צג ריכוז האוזון.

בצע את הניסויים לאחר ריכוז האוזון מתייצב. ייצור חלקיקים של כור צינור הזרימה. פתיחת הכובע בקצה כור צינור הזרימה על מנת להתאים את המיקום של צינור סמפלר מטלטלין בתוך כור צינור הזרימה.

לשנות עמדות שונות של צינורות סמפלר מטלטלין לאחר מכן כדי להשיג זמני מגורים שונים. מקם את המדגם מטלטלין בתחילת כור צינור הזרימה כדי לקבל את זמן המגורים הקצר ביותר. מקם את המדגם מטלטלין בסוף כור צינור הזרימה כדי לקבל את זמן המגורים הארוך ביותר.

בית כור צינור הזרימה בטמפרטורה מבוקרת כפולה מוקף חומה, מעיל מים, תיבת נירוסטה. בצע בדיקת דליפה ובדיקה במפלס המים לפני כל קבוצה של ניסויים. הגדר את הטמפרטורה של תרמוסטט במחזור המים ל 20 מעלות צלזיוס.

הפעל את תוכנת הקלטת הטמפרטורה במחשב הראשי והגדר את זמן דגימת הנתונים ל- 10 שניות. הקלט את הטמפרטורה הנמדדת מחיישן הטמפרטורה בעת הפעלת לחצן הרשומה. הפעל את תוכנת צג הלחץ והגדר את מרווח הדגימה ל- 10 שניות.

הגדר את אורך הדגימה ל- 36,000 נקודות. אפיון אוכלוסיית החלקיקים המיוצרת של כור צינור הזרימה. חבר את השקע של כור צינור הזרימה למייזר חלקיקי ניידות סריקה על ידי צינורות עמידים בפני אלקטרוסטטיים.

הפעל את התוכנה המתרשת את התפלגות קוטר המספר. צור קובץ חדש וכל פרמטר לערכים המתאימים. רשום את התפלגות קוטר המספר של החלקיקים היוצאים מכור צינור הזרימה על ידי לחיצה על כפתור אוקיי.

חבר את שני הישנים של מבעבע מים לשני בקרי זרימה של מסכות כדי להתאים את הלחות של אוויר הנדן בצינור הזרימה. התאימו את קצב הזרימה של שתי הכניסות מאפס ל-10 ליטרים סטנדרטיים לדקה כדי לשנות את הלחות היחסית של אוויר הנאטה מפחות מ-5% ליותר מ-95% חברו את שקע מבעעת המים לפנינת האוויר של צינור נאפיון. חבר את השקע של כור צינור הזרימה לכניסה העיקרית לדגימה של צינור נאפיון.

חבר חיישן לחות יחסי לשקע של צינור Nafion. כדי למדוד את הלחות היחסית של אוויר הדגימה. חבר את השקע של הגדרת בקרת הלחות היחסית להיכנס של מנתח ניידות דיפרנציאלי.

חבר את השקע של מנתח הניידות דיפרנציאלית להיכנס של מכשיר APM על ידי צינורות עמידים אלקטרוסטטיים. חבר את השקע של ה- APM לדלפק חלקיקי עיבוי. הפעל את כלי ה- APM ואת תיבת הבקרה של APM על-ידי לחיצה על לחצני צריכת החשמל המתאימים.

לחץ על לחצן מרוחק בתיבת הבקרה של APM כדי שניתן יהיה להפעיל את המכשיר מממשק התוכנה במחשב. הפעל את תוכנת הבקרה של APM. טען קובץ סריקה מוגדר מראש בלחיצה על הלחצנים ‘קובץ’ ו’טען’ כפי שמוצג בסרטון הווידאו.

לחץ על לחצן התחל של תוכנת הבקרה APM כך מכשיר APM מתחיל לאסוף נתונים. לנקות מצע סיליקון על ידי מחזור של מי מתנול ושוב מתנול כדי להסיר את כל מזהמים. יבש את המצע באמצעות זרימה עדינה של חנקן.

מניחים את המצע הנקי על האלקטרודה של סמפלר אירוסול ננומטר. אבטח את קצה המצע עם סרט הדבקה כדי לשמור עליו יציב במהלך האיסוף. הפעל את סמפלר אירוסול ננומטר.

הגדר את המתח למינוס 9.9 קילו-וולט. הגדר את שיעורי הזרימה ל 1.8 ליטר לדקה. לאחר מכן, להסיר את מצע הסיליקון טעון עם חלקיקים שנאספו מן סמפלר תרסיס ננומטר.

בצע ניתוח נוסף של חלקיקים על המצע כגון מורפולוגיה על ידי סריקת אלקטרונים, מיקרוסקופ או ניתוח פני השטח. תוצאות מייצגות. יש מגוון של ריכוזי מספר ומיסה של חומר חלקיקי אורגני שניתן לייצר בהתאם לריכוזי אלפא אורן ואוזון שנבחרו.

כפי שמוצג בטבלה זו, תנאים אלה ייצרו 4.4 פלוס או מינוס 6 עד 6.3 פלוס או מינוס 7 פעמים 10 לחמשת החלקיקים סנטימטר קוביות וריכוזי מסה של 10 לאחד עד 10 לארבעה מיקרוגרם למטר קוביות בהתאמה. האבולוציה של המאפיינים הדינמיים של אוכלוסיית החלקיקים ניתן ללמוד בתוך כור צינור הזרימה. איור זה מציג את התפלגות קוטר המספרים של אוכלוסיית החלקיקים בתרסיס עבור ניסוי זה.

ריכוז המספר הכולל וקוטר המצב של החלקיקים גדל עם זמן המגורים. מסת החלקיק וקוטר הניידות שימשו לחישוב גורם הצורה הדינמי קאי על פני תת-כפילויות חלקיקים. איור זה מציג את גורמי הצורה הדינמיים של החלקיקים היוצאים מצינור הזרימה בקוטרים שונים של ניידות ורמות לחות שונות.

ככל שה-RH הוגדל, קאי ירד עבור כל שלוש האוכלוסיות והגיע לערך סופי של 1.02 פלוס או מינוס 01 ב-35% לחות יחסית והתכתב עם אי ודאות לחלקיקים כדוריים. כור צינור הזרימה המתואר לעיל הוא כלי נהדר למחקרים של תכונות פיזיקליות או כימיות ואבולוציה של חלקיקים אורגניים. עם זאת, זמן המגורים הקצר יחסית וריכוז המבשר הגבוה מגבילים את יכולתו לחקור את החלקיקים האורגניים שנוצרו בתנאי סביבה קרובים.

הראינו כי צינור הזרימה יכול לסנתז חלקיקים על פני מגוון רחב מאוד של ריכוזי מסה וריכוזי מספר והוא מתאים מאוד להבחין ברוטו חלקיקים מקריסת עיבוי. צינור הזרימה מתאים גם לאיסוף חלקיקים אורגניים תחת מסה גבוהה יחסית.