2-propanol açıklandığı gibi iç hava konsantrasyonu (App) modeli uçucu organik Karbonlar aşağılayıcı içinde photocatalysts etkinliğini belirlemek için bir iletişim kuralı.
Biz iç hava konsantrasyonu (App) uçucu organik Karbonlar (VOC), onur kırıcı, photocatalysts etkinliğini belirlemek için kullanılması için çok yönlü bir protokol bu titanyum dioksit esaslı katalizör ve VOC 2-propanol gösteren göstermek. İletişim kuralı alan asimetrik iyon hareketlilik spektroskopisi (FAIMS), sürekli olarak tanımlayan ve UOB’ler toplama 2-propanol ve App düzeyinde aseton gibi izleme özelliği olan bir çözümleme aracı yararlanır. FAIMS sürekli doğası detaylı kinetik Analizi ve uzun vadeli tepkiler, gaz kromatografi, geleneksel Hava arıtma karakterizasyonu içinde kullanılan bir toplu işlemi üzerinde önemli bir avantaj sunan sağlar. Fotokatalitik hava arıtma FAIMS kullanımında sadece son ilk kez kullanılan ve aşağıda gösterildiği protokolü ile benzersiz bir alternatif UOB’ler ve photocatalysts karşılaştırılabilir protokolleri kullanarak test edilmesi izin esnekliği sağlar Sistem Fotokatalitik hava arıtma reaksiyonları düşük konsantrasyonlarda aydınlatmak için.
İç hava kalitesini ön plana son zamanlarda geldi. Belki de şaşırtıcı, iç hava uçucu organik Karbonlar (VOC) ve açık hava daha yüksek konsantrasyonlarda daha büyük bir sayı içerir. 1 den fazla konut evler, işyerleri ve araba, tren ve uçak, dahil olmak üzere taşıma gibi yerlerde kapalı, zamanlarının % 80 harcama kişi ile hava kalitesi gerçek bir sorun olabilir. Kapalı havada ortak UOB’ler birçoğu mutajenik veya kanserojen,2,3 ve özellikle ‘hasta bina sendromu’ olayların kötü sağlık ve zaman işten kayıp üretim yol açabilir gibi bunlar kaldırılması önemli bir öncelik, öyle . 1 Hava arıtma cihazları nerede bir yarı iletken, kaçınılmaz titanyum UV ışık ile aktive dioksit (TiO2), bir fotoğraf-oksidasyon süreci boyunca VOC alçaltır bir photocatalyst dahil edebilirsiniz. Photocatalysis araştırma, su Hidrojen üretimi ve kirletici bozulma4,5,6,7için bölme uygulamalarında ile büyüyen bir alandır; Hava arıtma bu uygulama8ticari canlılık nedeniyle özellikle etkin bir alandır. Ancak, kapalı havada (genellikle App) mevcut olan konsantrasyonlarda UOB’ler algılama meydan okuyor. Fotokatalitik reaksiyon kinetiği ile aşağıdaki Langmuir Hinshelwood kinetik9, yüksek konsantrasyonlarda aşağılayıcı UOB’ler, photocatalyst etkinliği etkinliği düşük konsantrasyonlarda temsilcisi değil. Burada bu dayalı bir TiO2 ile gösteren bir çok yönlü sistem ve UOB’ler alan asimetrik iyon hareketlilik spektroskopisi (FAIMS), kullanarak böyle düşük konsantrasyonlarda aşağılayıcı, photocatalysts etkinliğini belirlemede iletişim kuralı tarif photocatalyst ve modeli VOC 2-propanol.
İyonize gaz akışı, FAIMS ayırır ve kimyasal iyonları onların hareketlilik atmosfer basıncı10,11,12değişen bir elektrik alanı altında temel tanımlar. Molekülleri UOB’ler gibi bir yüksek proton yakınlık ile ayrılmış ve parça başına milyar (App) çözünürlük ve App konsantrasyonları13ile FAIMS tarafından tespit için de uygundur. Sürekli olarak aynı anda birden fazla UOB’ler izleme yeteneğine sahip, Fotokatalitik hava arıtma test, kirletici kullanılan VOC izleme ek olarak olduğu gibi kullanmak için ideal bir analiz olduğunu. FAIMS da algılayabilir ara ürün veya diğer VOC ürünleri ile bir yüksek proton yakınlık Fotokatalitik reaksiyon gelen, önemli bir gereklilik kanıtlayan photocatalyst bozulması eksik ise, olarak etkilidir, bazı üretilen UOB’ler olarak toksik olabilir veya daha fazla toksik bozulmuş VOC daha.
FAIMS yakın zamanda Fotokatalitik hava arıtma uygulamaları14ilk kez kullanıldı ve FAIMS gaz kromatografi için üstün olduğunu ima değil rağmen açıkça bir güçlü olma potansiyeline sahip çok yönlü bir alternatif sunuyor Hava arıtma eğitim aracı. Burada 2-propanol titanyum dioksit göre photocatalyst ile fotoğraf oksidasyonunu içeren bir protokol ile bu tekniği göstermektedir. 2-propanol kapalı hava, oluşturmak için kullanılan15seviye konsantrasyonları nüfuz tüpler vardır. Mühürlü ve sürekli bir akış altında her iki ucunda sıkışmasını sıvı VOC içeren bir PTFE tüp oluşan mühürlü PTFE Permeasyon tüp içinde bulunan VOC dışarı için iç hava karşılaştırılabilir konsantrasyonlarda sabit bir hızda dağılır. Bu akışı daha sonra nerede kimlik ve VOC miktar tespit edilebilir keçe içeren bir reaksiyon odası ve sonra FAIMS analyzer içine geçirilir. FAIMS belirlenecek 2-propanol ve spectra kitaplığını yoluyla konsantrasyon sağlar UOB’ler, ek UOB’ler onların spectra kütüphanesi ile karşılaştırılması yoluyla belirlenen aseton gibi fotoğraf reaksiyon sırasında üretilen kimliğini biliyorum. Bu teknik önemli bir avantajı esnekliğidir: sadece Permeasyon tüp veya katalizör değiştirerek, alternatif UOB’ler ve katalizörler sınanabilir.
Protokol içinde bir model VOC, 2-propanol UV ışık altında onur kırıcı davranış belirlenerek titanyum oksit esaslı katalizör etkinliğini belirlemede etkili bir şekilde açıklar. FAIMS kullanarak, 2-propanol miktarı ek olarak iç hava için karşılaştırılabilir konsantrasyonlarda reaksiyon üretilen olabilir diğer VOC ürünler tepki boyunca sürekli olarak izlenebilir. Sürekli bu tür gaz kromatografi geleneksel bir toplu işlem kullanır Fotokatalitik iç hava arıtma izlemek için kullanılan, önemli ölçüde farklıdır. Pahalı, hassas bir GC/MS sistem genellikle UOB’ler konsantrasyonu böyle düşük konsantrasyonlarda belirlemek için gereklidir ve detaylı analiz fotoğraf-oksidasyon ürünleri genellikle ayrıntılı fotoğraf-oksidasyon ürünleri, gibi işlemek gerektirir Aktif kömür üzerine ürünler adsorbing ve sonra onları kütle spektrometre desorbing. Kütle spektrometresi tüm ürünleri tespit edebilmektedir iken, bir FAIMS sadece ürünleri yüksek proton benzeşimli algılanabilir kısıtlamasıdır. FAIMS düşük konsantrasyon UOB’ler belirlemede mükemmel, ancak daha yüksek konsantrasyonları doymuş olan iç hava düzey konsantrasyon uygulamaları sisteme sınırlar. Sistem burada gaz kromatografi Fotokatalitik reaksiyonlar anlayışlar ulaşmada sınırlı verebilecek bir etkili, basit aracı açıklanan FAIMS yapar avantajları.
Burada açıklanan FAIMS sistemi ile tıbbi sınıf hava akışı gaz olarak kullanılır. Bu kadar alıngan olma FAIMS sistemi ile bir yüksek kalite derecesi hava fotoğraf-oksidasyon çözümlenmesi izin önemlidir. Bu tespit herhangi bir ürün fotoğraf-oksidasyon işleminden olmasını sağlar. Benzer şekilde, hiçbir sızıntı içine belgili tanımlık sistem sağlamak için önemlidir laboratuvar hava genellikle konsantrasyonları UOB’ler içerdiğinden FAIMS tespit yeteneğine sahiptir. Sistem kurulumu için listelenen sarf malzemeleri güvenilir bir sistem sağlamak ve sürekli bir gün boyunca izlenmesi yok algılanabilir UOB’ler hiçbir katalizör zaman belirtti veya nüfuz tüp mevcuttur.
Sistem basit, aynı zamanda çok esnek – alternatif UOB’ler bu şekilde test edilebilir iken, sadece bir nüfuz küvet yaparak alternatif VOC, etanol, aseton veya Toluen gibi ve iletişim kuralı aşağıdaki içeren. Fotokatalitik reaksiyonlar genellikle nem tarafından etkilenir. Burada geliştirilen sistem düşük nem altında çalışır; test, daha yüksek yürütülen olabilir ancak humidities bir nemlendirici sisteme tanıtılması satın. Kullanılan VOC, bağlı sınırlı FAIMS hassasiyeti neden olabilir, ancak etkili test yapılabilir. 16
Gaz kromatografi, geleneksel olarak arındırıcı havada photocatalyst etkinliğini belirlemek için kullanılan üzerinde bir avantaj FAIMS sürekli doğasını vurgular. 16 , 17 gaz kromatografi toplamak ve hava örnekleri analiz için bir toplu işlem kullanır; FAIMS, sürekli doğası ile toplu gaz kromatografi tekniği ile yorumlamak zor olabilir Fotokatalitik reaksiyon kinetiği daha detaylı bakmak sağlar. FAIMS bir diğer avantajı basitliğidir. Birden çok UOB’ler FAIMS karmaşık analizlerini için yeteneğine sahip olan, gaz Kromatograf pahalı ve ek bir işlem gerektiren bir kütle spektrometre için bağlanması gerekir. Ayrıca, uzun vadeli tepkiler gaz Kromatograf ile gerçekleştirmek için pahalı otomatik bir sistem gerekli mi, yoksa emek yoğun örnekleme olurdu; Bu FAIMS ile durum böyle değil.
FAIMS sürekli doğası bu app konsantrasyonlarda photocatalysis işlemi daha büyük bir anlayış kazanmak için kullanılması gereken gaz kromatografi önemli avantajlar sunmaktadır. Ayrıca, burada resimli basit kurulum alternatif photocatalysts ve UOB’ler Fotokatalitik süreç anlayışı daha da iyileştirilmesi benzer koşullar altında test edilmesi için izin vererek esnektir.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar grant altında ERC mali destekten numara 259619 fotoğraf EM ve grant 620298 fotoğraf hava (kavram kanıtı) sayısı için minnettarız.
PTFE Tubing | Sigma-Aldrich | 58699 SUPELCO | L x OD x ID 50 ft x 1/8 in x 0063 in |
In-line pressure regulator | Sigma-Aldrich | 23882 SUPELCO | High purity version (outlet pressure 0-100 psi, 1/8 in stainless steel fittings |
Moisture trap | Sigma-Aldrich | N9301193 | 70 ml 1/8 fittings |
Screw Cap HPLC, GL 45 | VWR | 554-3002 | 4 ports complete with silicone seals |
Duran GL 45 Glass Bottle | Scientific Laboratory Supplies | BOT5206 | 250 ml |
Duran GL 45 Glass Bottle | Scientific Laboratory Supplies | BOT5208 | 500 ml |
Permeation tube making kit | Owlstone Nanotechnology | ||
2-propanol | Fisher Scientific | 10477070 | Isopropanol, extra pure, SLR |
Quartzel PCO Felt | Saint Gobain | ||
UVIlite Lamp | UVItec Limited | LI-208BL | |
Swage Fittings | Swagelok | SS-202-1 / SS-200-SET | |
Lonestar Portable Analyzer | Owlstone Nanotechnology |