In Situ Measurement of Submicron Particles During Synthesis from Gaseous Precursors
气态前体合成过程中亚微米颗粒的原位测量
基本信息
- 批准号:9211764
- 负责人:
- 金额:$ 24.99万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:1993
- 资助国家:美国
- 起止时间:1993-09-15 至 1996-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Characterizing the particle size distribution, concentration, and temperature within an aerosol reactor is essential to the proper understanding and control of the process. Phase I research has demonstrated a novel Fourier transform infrared (FT-IR) emission/transmission (E/T) techniques to address the above problems for the synthesis of TiO particles. TiO particles strongly absorb at wavenumbers less than 1000/cm, and thus the measured extinction is directly proportional to the particle mass. In contrast, extinction above 1000/cm is due to scattering and is a strong function of the particle size distribution. Using Mie theory, one can deconvolute extinction spectra to estimate the geometric mean diameter within 10% of its actual value. In addition to particle mass and size, E/T FT-IR can also simultaneously measure particle temperature as well as gas concentrations and temperature. This Phase II project will develop an instrument for on-line in- situ analysis of submicron sized particles. This research will (1) develop improvements to the FT-IR and procedures to optimize the acquisition of transmission and emission data, (2) improve and extend the theory relating measured transmission spectra to particle size, (3) evaluate the instrument and analysis software by comparing the IR deconvolution to other particle sizing techniques, and (4) field test the instrument and software on a commercial TiO2 production facility. This proposal combines the expertise of three key organizations: (1) Advanced Fuel Research provides its extensive knowledge of FT-IR technology; (2) Prof. Hemant Pendse (University of Maine) is an expert in the deconvolution of particle size distributions from attenuation spectra; and (3) Prof. Sotiris Pratsinis (University of Cincinnati) will evaluate the FT-IR results and compare them to conventional particle sizing techniques. The above instrument will perform size measurements of aerosols as well as measuring particle mass, particle temperature, gas composition, and gas temperature. The instrument will be rugged, user friendly, portable, and relatively inexpensive. The applications for such an instrument include the synthesis of catalyst supports, sinterable ceramics, metal particles, optical materials, and electronic materials.
表征气溶胶反应器内粒径分布,浓度和温度对于正确理解和控制过程至关重要。 第一阶段的研究表明,一种新型的傅立叶变换红外(FT-IR)发射/传输(E/T)技术,可以解决上述TIO颗粒合成的问题。 TIO颗粒在小于1000/cm的波数中强烈吸收,因此测得的灭绝与颗粒质量成正比。 相反,灭绝高于1000/cm是由于散射引起的,并且是粒度分布的强大功能。 使用MIE理论,可以反应灭绝光谱来估计几何平均直径在其实际值的10%以内。 除了颗粒质量和大小外,E/T FT-IR还可以同时测量颗粒温度以及气体浓度和温度。 该阶段II项目将开发一种用于在线粒子粒子的在线分析的仪器。 这项研究将(1)对FT-IR和程序进行改进,以优化传输和排放数据的获取,(2)改进并扩展了将测得的传输光谱与粒径相关的理论,(3)通过比较IR反向的仪器和分析软件,通过比较IR粒度验证技术,以及(4)将仪器和软件在商业上进行了仪器和软件,以实现仪器和软件。 该建议结合了三个主要组织的专业知识:(1)高级燃料研究提供了对FT-IR技术的广泛知识; (2)Hemant Pendse教授(缅因州大学)是衰减光谱的粒度分布的卷积专家; (3)Sotiris Pratsinis教授(辛辛那提大学)将评估FT-IR结果并将其与常规的粒度技术进行比较。 上面的仪器将执行气溶胶的尺寸测量以及测量颗粒质量,颗粒温度,气体成分和气体温度。 该仪器将是坚固的,用户友好,便携式且相对便宜的。 这种仪器的应用包括催化剂支撑,可烧毁的陶瓷,金属颗粒,光学材料和电子材料的合成。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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