生産およびハーバード大学環境チャンバーにおける有機粒子状物質の測定

注: 主要な測定環境パラメーターを含むオゾン (オゾン アナライザー) ないと NO2 (NOx アナライザー)、相対湿度 (RH センサー)、温度 (K 型熱電対) および袋とチャンバーの圧力差。装置メーカーは、材料表に表示されます。楽器を用いて環境パラメーターは、安定性と実験の開始前に設計要件内になければなりません。環境商工会議所では、常に監視し、実験の過程での要件内環境パラメーターのままコントロールを調整するフィードバック システムを使用します。 1. 起動手順 パラメーターの設定および酸化剤注入 フィード バック システム (PID) によって環境の区域の物理的なパラメーターを設定します。差圧を 4 に設定 Pa (30 mTorr)。圧力が高すぎる、または低すぎると、ソレノイド バルブが開いたりバッグ設定範囲内の圧力を調整するを閉じます。 紫外線ランプで乾燥した空気を渡すことによってオゾンのフローを生成するオゾン発生器をオンにします。HEC の中最終的なオゾン濃度の 100 ppb に到達する 0.1 sLpm に流量を設定します。オゾン モニターをオンにし、対応するソフトウェアをアクティブにします。 袋の相対湿度を指定された値に設定します。この特定の実験で相対湿度 40% を使用しますが、RH のレベルから変更できます < 5% から 80%。RH センサーとフィードバック制御により相対湿度を保つ袋に安定した乾燥・湿潤空気の流れの比率を調整することによって。乾燥空気の供給は、炭化水素、水 (RH < 1%) および窒素酸化物の無料ゼロの空気を生成する純粋な空気発電機によって提供されます。湿気のある空気の流れは飽和点近傍の気流を作成する高純度水 (18 MΩ cm) を介してバブル乾燥で準備中です。 チャンバーの温度を 25.0 ± 0.1 ° C に設定します。内部エアコン天井プレナムは、指定値内温度を保つフィードバック制御システムが付いているステンレス製天井を通して均等に空気を配布しています。 安定する環境パラメーターの他、設計要件を待ちます。 ナショナルインスツル メンツの入り江を環境制御チャンバーに接続します。[スタート] ボタンをクリックして自己開発したソフトウェアを起動します。フィードバック制御 (図 2) を統合した自己開発したソフトウェアに表示されるリアルタイムのデータを確認します。 すべての楽器に切り、それら完全にウォーム アップするを待ちます。 2. 種子粒子生産 注: シード粒子注入の前に、初期粒子濃度は 1 cm-3以下です。 硫酸シード粒子の生産 袋には、周囲の状況をシミュレートする両方とセカンダリの有機材料のドックの成長のための媒体として機能する準径乾燥硫酸粒子を注入します。シード粒子の噴射は、次のとおり行われます。 100 mL のメスフラスコ (NH4) 2SO4 ソリューション (0.1 g∙L-1) を準備する高純度水 (18 MΩ∙cm) のアンモニウムの硫酸塩 (0.01 g) を溶かしてください。 噴霧器を使って 3 sLpm の流量 (NH4) 2SO4 エアロゾル粒子を生成します。 流れを渡す、エアロゾル拡散乾燥機を (シリカゲル) 相対湿度を持って 10% ダウン。 シード粒子選択と袋注入 バイポーラ充電器 (85Kr) 経由エアゾール流れを渡すとサイズ差分モビリティ アナライザー (DMA) 粒子を選択し、電動モビリティで準径分布を準備します。10:3 の DMA 鞘-エアロゾル流による伝送機能が拡大します。DMA を終了する粒子の選択した電動モビリティ直径が 50 から 150 に変わる実験によって nm。典型的な番号濃度の範囲 4,000 から 8,000 cm-3。 3 sLpm の流量とバッグに準単分散エアロゾルをフィードします。スキャン移動粒子寸法測定器 (SMPS) を使用して、バッグを終了する粒子を監視します。安定になるシード粒子のサイズ分布を待ちます。この実験で使用されると同様、袋の静電気が少なく、粒子サイズの特に曲げ管による粒子損失 (100 より大きい nm)29,30。 3. ガス相前駆体の射出 気相の前駆物質の注入 1.00 mL のイソプレン溶液を撤回するのに注射器を使用します。注射 3 回器最終的な撤退する前にソリューションをすすいでください。 注射インジェクターに注射器を配置します。ゴムのシールを針の先端を丸底フラスコ (25 mL) に挿入します。テープを加熱することによって 90 ± 1 ° C に、フラスコを予熱します。注射器注入をオンにし、適切な値 (1.1 〜 4.4 μL∙min-1) に設定します。注射器注入速度を制御することによって異なる実験のための前駆物質の気相濃度を調整します。長い実験のためには、必要に応じて注射器を更新します。 2 sLpm を蒸発させ、丸底フラスコに注入されるイソプレンを運び去るに浄化された空気の流れをご紹介します。空気の流れは注射器の先端に付着液滴は代わりにフラスコに滴下気化したこと十分に大きい。その結果、ガス相前駆体の濃度が安定しています。 HEC の中の紫外線ライトのスイッチを入れます。 4. 計測器測定 注: イソプレンと UV 光の組み合わせは、硫酸シード粒子上へ二次有機材料の生産に します。 袋を終了する粒子の数径分布 サンプル静電耐熱チューブを使用して袋からの流出。 エアロゾル計測ソフトウェアを起動し、新しいファイルの作成をクリックして新しいファイルを作成します。各パラメーターは、図 3に示すように設定されます。[Ok]ボタンをクリックして、袋を終了する粒子数粒径分布を記録します。 有機粒子状物質の化学的性質は。 袋の中のステンレス鋼のサンプリング バルブを開きます。高分解能飛行時間エアロゾル質量分析 (HR ToF AMS) でサンプリングされたエアロゾル流。 データ集録ソフトウェアを起動するには、左下のパネル (図 4) の取得ボタンを押します。有機分の高分解能マススペクトルは実験の時間中に記録されます。また、有機質量濃度が得られます。 気相種の同定 PTFE テフロン チューブ袋の中のサンプリング バルブを開きます。サンプリングの流れは、プロトン移動反応の飛行時間質量分析計 (PTR の TOF-MS) に誘導されました。水よりも高いプロトン親和性を有するガスの質量スペクトルが得られます。 PTR-TOF-MS ソフトウェアPTR マネージャーの図 5で示したのイオン源のパラメーター設定を使用します。TofDAQ ビューアーソフトウェアでドロップ ダウン メニュー獲得へのアクセスし、開始を押して、データ集録を開始します。このソフトウェアを介して各イオンの時系列を記録します。 5. 実験とバッグのクリーニングの末 気相前駆体とエアロゾル シード粒子の噴射を停止します。 数日間連続して袋に 40 L∙min 1 で純粋な空気を注入します。すべて紫外線ライトをオンにします。600 ppb にオゾン濃度を設定し、温度を 40 ° C に設定この方法では、袋をスクラブするため数日間積極的な酸化環境は維持されます。チャンバー内の粒子の個数濃度が 0.2 未満 cm 3 と、商工会議所は、クリーンとみなされます、次の実験に使用することができます。