Reaktive Fluide

In-situ-FTIR-Spektroskopie

In-situ-Techniken für detaillierte und schnelle Analysen basieren häufig auf spektroskopischen Ansätzen. Eine Technik, die in unserer Gruppe erfolgreich eingesetzt wird, ist die Fourier-Transform-Infrarot-Absorptionsspektroskopie (FTIR). Sie ermöglicht die optische Überwachung der Gasphasen-Zusammensetzung im Abgas von Partikelsynthesereaktoren und die Identifizierung qualitativer und quantitativer Veränderungen chemischer Komponenten. Für solche Messungen wird ein Infrarotlichtstrahl einer geeigneten Lichtquelle durch spezielle Infrarotoptiken in den Reaktor geleitet, gemessen und überwacht.​

Abbildung 1: Aufbau der In-situ-FTIR-Spektroskopie.

Literatur:

Musikhin S, Fortugno P, Endres T, Dreier T, Daun KJ, Schulz C. Elemental carbon and hydrogen concentrations as the main factors in gas-phase graphene synthesis: quantitative Fourier-transform infrared spectroscopy study. Carbon 2023;202: 47–60. doi.org/10.1016/j.carbon.2022.11.024

Gaschromatographie (GC) und Quadrupol-Massenspektrometrie (QMS)

Aufgrund des oft eingeschränkten optischen Zugangs und der hohen Partikelbelastung in Reaktoren zur Synthese von Nanopartikeln können Informationen über Veränderungen der Gaszusammensetzung im Verlauf der Reaktion häufig nur durch räumlich aufgelöste Messungen mit Probenahmesonden gewonnen werden. In unserem Labor verwenden wir Gas-Quadrupol-Massenspektrometrie (QMS) und Gaschromatographie (GC) für die Inline-Gasphasenanalyse. Mit diesen Messungen lassen sich wichtige Informationen über die ablaufenden Reaktionen gewinnen. Darüber hinaus kann der Prozess durch wiederholte Messungen kontinuierlich überwacht werden.