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Entwicklung, Erprobung und Optimierung eines Einzelpartikelanalysators

Das Projekt "Entwicklung, Erprobung und Optimierung eines Einzelpartikelanalysators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 8 Chemie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Ein Geraet zur spektroskopischen Untersuchung von schwebenden Einzelpartikeln im Groessenbereich der in der verunreinigten Atmosphaere vorkommenden Aerosolteilchen (1-50 Mikrometer) soll entwickelt und erprobt werden. Um einen weiten Konzentrationsbereich (100 v.H. bis 1 ppt) ueberstreichen zu koennen, wird sowohl die Fluoreszenz- als auch die Raman-Spektroskopie eingesetzt. Mit diesem Einzelpartikelanalysator koennen neben physikalischen Prozessen (z.B. die Loesung von SO2 und NO2 in Wasser) auch heterogene chemische Reaktionen (z.B. die Oxidation von SO2 in Wasser zu H2SO4) in der Aerosolphase beobachtet werden. Kinetiken koennen mit einer Zeitaufloesung von bis zu 50 ms untersucht werden. Durch den angestrebten kompakten Aufbau (30 x 40 x 70 cm3) ist ein Einsatz an beliebigen Orten moeglich.

Entwicklung eines Raman-Detektors fuer die Hochdruck-Fluessigkeitschromotographie - Teil 1: Aufbau des Detektors

Das Projekt "Entwicklung eines Raman-Detektors fuer die Hochdruck-Fluessigkeitschromotographie - Teil 1: Aufbau des Detektors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie II durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, eine on-Line-Kopplung der HPLC mit der Ramanspektroskopie zu entwickeln, die zum einen in der Lage ist, in den Bereich der Nachweisgrenzen bisheriger HPLC-Detektoren (UV, RI) vorzustossen und dabei zum anderen die hohe strukturspezifische Aussagekraft von Raman-Spektren zu erhalten. Dabei wird die Optimierung des S/N-Verhaeltnisses sowie die guenstigste geometrische Anordnung der optischen Komponenten, insbesondere des konzentrischen Multi-Path-Resonators, in der Entwicklung eine zentrale Rolle spielen. Das Vorhaben geschieht in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Salzer (Institut fuer analytische Chemie der TU Dresden), dessen Arbeitsgruppe die HPLC/IR-Kopplung erfolgreich durchfuehrte. Die HPLC/Rama-Kopplung wird zur Identifizierung von chlor- bzw. phenolhaltigen Schadstoffen in der Abwasseranalytik eingesetzt.

Bildung von Oberflaechenschichten und ihr Einfluss auf das Verdunstungsverhalten von Mikropartikeln

Das Projekt "Bildung von Oberflaechenschichten und ihr Einfluss auf das Verdunstungsverhalten von Mikropartikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Automatisierungstechnik, Lehrstuhl für Laseranwendungstechnik durchgeführt. Das physikalische und chemische Verhalten von Aerosolpartikeln wird entscheidend von deren Oberflaeche bestimmt. Geschichtete Partikel findet man in zahlreichen technischen und atmosphaerischen Prozessen. Mit der Ramanspektroskopie und elastischer Lichtstreuung (Mie-Streuung) werden fluessige und feste sphaerische Partikel im Groessenbereich von 5-50 Mikrometern in-situ untersucht. Diese Partikel werden mit Hilfe der optischen Levitation frei im Raum fixiert. Das Verdunstungsverhalten sowie das optische Verhalten geschichteter Partikel wird mit dieser Technik untersucht. Ausserdem werden Berechnungen mit der Lorenz-Mie-Theorie durchgefuehrt, die zum Verstaendnis des optischen Resonanzverhaltens geschichteter Kugeln beitragen sollen.

Einfluss der Strahlausbreitung und des Kraftstoffes auf die Russbildungs- und Russoxidationsvorgaenge

Das Projekt "Einfluss der Strahlausbreitung und des Kraftstoffes auf die Russbildungs- und Russoxidationsvorgaenge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. In einer Einspritzkammer werden die Russbildungs- und Russoxidationsvorgaenge unter dieselmotorischen Temperatur- und Druckbedingungen mit Hilfe des Lichtextinktionsverfahrens untersucht. Dabei wird die Lichtabschwaechung eines Laserstrahls durch die Russpartikel im Einspritzstrahl gemessen und anschliessend ueber die Mie'sche Streulichttheorie eine Russkonzentration im Strahl berechnet. Weitere Informationen bezueglich der Strahlausbreitung und Gemischbildung werden aus Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Einspritzvorganges und Messungen des oertlichen Luftverhaeltnisses mit Hilfe der Raman-Spektroskopie gewonnen. Im Rahmen dieses Projektes soll der Einfluss einiger wichtiger Parameter auf die Russbildungs- und Russoxidationsvorgaenge untersucht werden. Zu nennen sind hier im wesentlichen die Einspritzparameter wie zB Drehzahl und Einspritzmenge. Lufttemperatur und Luftdruck sowie die Kraftstoffeigenschaften. Alle Messungen werden an unterschiedlichen Positionen im Einspritzstrahl durchgefuehrt.

Entwicklung eines Raman-Detektors fuer die Hochdruck-Fluesigkeitschromatographie - Teil 2: Anpassung des chromatographischen Systems

Das Projekt "Entwicklung eines Raman-Detektors fuer die Hochdruck-Fluesigkeitschromatographie - Teil 2: Anpassung des chromatographischen Systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Analytische Chemie durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, eine On-line-Kopplung der HPLC mit der Ramanspektroskopie zu entwickeln, die zum einen in der Lage ist, in den Bereich der Nachweisgrenzen bisheriger HPLC-Detektoren (UV, IR) vorzustossen und dabei zum anderen die hohe strukturspezifische Aussagekraft von Raman-Spektren zu erhalten. Dabei wird die Optimierung des S/N-Verhaeltnisses sowie die guenstigste geometrische Anordnung der optischen Komponenten, insbesondere des konzentrischen Multi-Path-Resonators, in der Entwicklung eine Rolle spielen. Das Vorhaben geschieht in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Kleinermanns (Institut fuer physikalische Chemie und Elektrochemie der Heinrich-Heine-Universitaet Duesseldorf), dessen Mitarbeiter Dr. Bettermann die Entwicklung der Ramanmesszelle uebernimmt.

Strukturelle Charakterisierung refraktaerer organischer Substanzen

Das Projekt "Strukturelle Charakterisierung refraktaerer organischer Substanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft zur Förderung der Spektrochemie und Angewandten Spektroskopie, Institut für Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie durchgeführt. Refraktaere organische Substanzen (ROS) bilden den Hauptteil des geloesten organischen Kohlenstoffs in Gewaessern. ROS sind von Natur aus ein komplexes, kaum vollstaendig auftrennbares Gemisch einander aehnlicher organischer Verbindungen mit einem breiten Spektrum an Funktionalitaeten, Strukturen und Molekuelgroessen. Ihre Charakterisierung und die Aufklaerung von Partialstrukturen erfordert einen vielseitigen Verbund an leistungsstarken Trennverfahren und molekuelspektroskopischen Methoden. Erste IR-Spektren wurden von den Pyrolysefraktionen eines ROS-Standards aufgenommen, und verglichen mit den Ergebnissen eines frueher verwendeten Standards. MS-Messungen von ROS-Pyrolysaten zeigten eine breite Palette an Terpenen. Die Aufnahmen von 2D-Fluoreszenz-Spektren ergaben eine Abhaengigkeit der Spektren vom eingestellten pH-Wert. Ein Vergleich der 2D-Fluoreszenz-Spektren von ROS-Proben, die mit Argon gespuelt wurden, mit denen, die mit unterschiedlichen Quenchern (Cu, Sauerstoff, Pestizide) dotiert wurden, machte zusaetzliche Fluorophore sichtbar.

Untersuchung des Einflusses von Turbulenz und Kraftstoff auf die Verdampfung und Gemischbildung in Kraftstoff-Einspritzstrahlen

Das Projekt "Untersuchung des Einflusses von Turbulenz und Kraftstoff auf die Verdampfung und Gemischbildung in Kraftstoff-Einspritzstrahlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. In diesem Projekt soll der Einfluss von Turbulenz und unterschiedlichen Kraftstoffen auf die Verdampfung und Gemischbildung bei der dieselmotorischen Einspritzung mit Hilfe optischer Messverfahren untersucht werden. Die Untersuchungen werden dabei an einer Einspritzkammer mit guter optischer Zugaenglichkeit unter dieselmotorischen Randbedingungen durchgefuehrt. Unterschiedliche, genau definierte Turbulenzgrade werden dabei mit Hilfe eines an die Kammer adaptierbaren Turbulenzgenerators zur Verfuegung gestellt. Als Messtechniken kommen die Hochgeschwindigkeitsfotografie fuer die Bestimmung der Strahlausbreitung und Verbrennungsvorgaenge, spontane Raman-Spektroskopie zur Messung des oertlichen Luftverhaeltnisses im Einspritzstrahl sowie die Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) zur Bestimmung von Gas- und Tropfengeschwindigkeiten zur Anwendung.

Grossprojekt der Bayerischen Forschungsstiftung: Potential neuartiger Einspritzverfahren zur Reduzierung von Russ und NOx bei der Dieselmotorischen Verbrennung

Das Projekt "Grossprojekt der Bayerischen Forschungsstiftung: Potential neuartiger Einspritzverfahren zur Reduzierung von Russ und NOx bei der Dieselmotorischen Verbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Untersuchung der Gemischbildung, Verbrennung und Schadstoffentstehung in direkteinspritzenden Dieselmotoren mit Hilfe laseroptischer Messmethoden in einer Hochdruckkammer und in einem Einzylinder-Einhubtriebwerk.

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