Diese Dissertation beschreibt eine hermetisch verschlossene, miniaturisierte, nicht-radioaktive Elektronenquelle (NEQ) einschließlich einer kompakten Ansteuerungselektronik einschließlich Charakterisierung und Demonstration von Funktionalität und Einsetzbarkeit der NEQ als Ionisationsquelle anhand zweier konkreter Anwendungsbeispiele. Der Aufbau der NEQ erforderte zunächst die Entwicklung einer vakuumdichten Aufbau- und Verbindungstechnik. Weiterhin wurde eine kompakte Ansteuerungselektronik entwickelt, welche die Erzeugung von selbst extrem kurzen Elektronenpulsen mit Pulsbreiten von nur 23 ns ermöglicht. Zur Untersuchung des Ionisationsverhaltens der NEQ wurde unter anderem die dreidimensionale Ionendichteverteilung mit Hilfe eines speziellen Detektors und Bildrekonstruktionsverfahren untersucht, um die Geometrie des Ionisationsbereiches an die NEQ anzupassen.
Die Entwicklung eines nicht-radioaktiven Elektroneneinfangdetektors (ECD) demonstrierte die Eignung der NEQ als Ionisationsquelle. Hiermit konnten zu radioaktiven ECDs vergleichbare Nachweisgrenzen von 1 ppbV (6 ng/l) sowie ein vergleichbarer linearer Bereich von 6,6 103 für 1,1,2 Trichlorethan erreicht werden. Zusätzlich erfolgte der Aufbau eines Ionenmobilitätsspektrometers (IMS) mit NEQ als Ionisationsquelle. Die erzeugten Ionenpopulationen der Spektren entsprechen hierbei den von einem IMS mit radioaktiver Tritium-Quelle erzeugten Ionenpopulationen. Außerdem wurde mit Hilfe sehr kurzer Elektronenpulse, also kurzer Ionisationszeiten, die Beeinflussbarkeit der chemischen Ionisationsprozesse untersucht. Darüber hinaus ermöglichen die kurzen Ionisationspulse den Aufbau eines IMS ohne Ionentor. Abschließend wurde daher ein solcher Aufbau charakterisiert und mit einem IMS mit herkömmlichem Ionentor verglichen.
Aktualisiert: 2022-03-10
> findR *
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden die bei der chemischen Atmosphärendruckionisation in einem klassischen Ionenmobilitätsspektrometer (IMS) sowie in einem Hochenergie-Ionenmobilitätsspektrometer (HiKE-IMS) ablaufenden Reaktionsmechanismen umfassend experimentell untersucht und theoretisch modelliert. Das HiKE-IMS ist ein spezielles, am Institut für Grundlagen der Elektrotechnik und Messtechnik der Leibniz Universität Hannover entwickeltes IMS. Es arbeitet nicht wie sonst für IMS üblich bei Umgebungsdruck, sondern bei einem reduzierten Druck zwischen 10 und 40 mbar. Hierdurch lassen sich im HiKE-IMS sehr hohe reduzierte elektrische Feldstärken bis zu 120 Td erreichen. Die damit zwischen zwei Kollisionen von den Ionen zusätzlich aufgenommene Energie führt zu deutlich erhöhten effektiven Ionentemperaturen von bis zu 1500 K.
Für die Untersuchung der in beiden IMS ablaufenden Reaktionsmechanismen wurden ein klassisches IMS und ein HiKE-IMS mit einem Massenspektrometer gekoppelt. Auf diese Weise konnten die in den IMS vorliegenden Ionenspezies identifiziert und die ablaufenden Ionen-Molekül-Reaktionen unter Verwendung thermodynamischer und kinetischer Literaturdaten in Abhängigkeit vom Betriebsdruck, der effektiven Ionentemperatur sowie der Gaszusammensetzung modelliert und analysiert werden. Es zeigte sich, dass in beiden IMS grundsätzlich die gleichen Ionen-Molekül-Reaktionssysteme existieren, sich diese allerdings in unterschiedlichen Zuständen befinden. Während die Ionenpopulation im klassischen IMS thermodynamisch kontrolliert ist, ermöglicht das HiKE-IMS eine kinetische Kontrolle der Ionenpopulation. Dieser Unterschied wirkt sich signifikant auf die Ionenbildung in den IMS aus.
Aktualisiert: 2021-09-30
> findR *
Im Rahmen dieser Dissertation wurde erstmals ein vollständiges analytisches Modell zur Optimierung von Auflösungsvermögen und Signal-Rausch-Verhältnis eines Driftzeit-Ionenmobilitätsspektrometers (IMS) entwickelt. Dieses Modell umfasst sowohl die Bildung der Ionen in der Ionenquelle, die Trennung der Ionen in der Driftröhre als auch die anschließende Detektion der Ionen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wurden eine ganzheitliche Entwurfsmethodik vorgeschlagen und mittels dieser ein Driftzeit-IMS entwickelt, das mit einem Auflösungsvermögen von R_P = 250 derzeit das höchste Auflösungsvermögen eines Driftzeit-IMS weltweit besitzt.
Basierend hierauf wurden zwei IMS mit besonders hoher analytischer Leistungsfähigkeit aufgebaut: Zum einen ein IMS mit einer extrem effizienten Ionenquelle, die ein neues, zum Patent angemeldetes Ionentor mit einer neuen, zum Patent angemeldeten Probengasführung kombiniert. Hierdurch werden bei einer Messdauer von nur einer Sekunde Nachweisgrenzen im pptv-Bereich mittels direkter Photoionisation (APPI) und im ppqv-Bereich mittels chemischer Gasphasenionisation (APCI) erzielt, was weltweit bisher nicht möglich war. Zum anderen ein hochauflösendes Hochenergie-IMS (HiKE-IMS), das selbst bei reduzierten Feldstärken von bis zu 120 Td in Reaktions- und Driftraum durch ein neues, patentiertes Ionentor ein Auflösungsvermögen von R_P =140 erreicht. Die Kombination von hohen reduzierten Feldstärken mit hohem Auflösungsvermögen stellt sowohl eine Möglichkeit zur quantitativen Spurengasmessung im ppbv-Bereich als auch ein vielseitiges Werkzeug für Grundlagenstudien zu Ionenmobilität und Ionenbildung dar.
Aktualisiert: 2020-07-14
> findR *
Viele Applikationen in der Umwelt- und Sicherheitstechnik, wie die Detektion von Gefahr- und Explosivstoffen in Luft, aber auch in der Medizintechnik und Biotechnologie, wie der Nachweis flüchtiger Metabolite in der Atemluft oder in Bioreaktoren, erfordern eine hochsensitive und schnelle Gasmesstechnik. Ein für diese Anwendungen geeignetes Verfahren stellt die Ionenmobilitätsspektrometrie mit Nachweisgrenzen von wenigen 1e-9 bis 1e-11 Volumeneinheiten pro Volumen und Messzeiten von unter einer Sekunde dar.
Im Rahmen dieser Arbeit wird daher ein Ionenmobilitätsspektrometer (IMS) entwickelt, das trotz seiner geringen Baugröße einfach und kostengünstig herzustellen ist und dabei die Leistungsfähigkeit von kommerziell erhältlichen Systemen weit übertrifft. Möglich ist dies zum einen durch den konsequenten Einsatz analytischer Modelle und Simulationen zur Optimierung sämtlicher Komponenten. Zum anderen wird die Leistungsfähigkeit durch speziell auf das IMS ausgelegte Elektronik erreicht. Zentraler Bestandteil ist dabei der Transimpedanzverstärker, der den Ionenstrom am Detektor für die Datenerfassung in ein Spannungssignal umwandelt.
Zur Vermeidung radioaktiver Strahler wird im Rahmen dieser Arbeit zudem eine nicht-radioaktive Ionisationsquelle entwickelt, ohne dabei auf die Vorteile einer chemischen Gasphasenionisation, wie bei radioaktiven Ionisationsquellen, verzichten zu müssen.
Aktualisiert: 2020-01-28
> findR *
MEHR ANZEIGEN
Bücher zum Thema Ionenmobilitätsspektrometrie
Sie suchen ein Buch über Ionenmobilitätsspektrometrie? Bei Buch findr finden Sie eine große Auswahl Bücher zum
Thema Ionenmobilitätsspektrometrie. Entdecken Sie neue Bücher oder Klassiker für Sie selbst oder zum Verschenken. Buch findr
hat zahlreiche Bücher zum Thema Ionenmobilitätsspektrometrie im Sortiment. Nehmen Sie sich Zeit zum Stöbern und finden Sie das
passende Buch für Ihr Lesevergnügen. Stöbern Sie durch unser Angebot und finden Sie aus unserer großen Auswahl das
Buch, das Ihnen zusagt. Bei Buch findr finden Sie Romane, Ratgeber, wissenschaftliche und populärwissenschaftliche
Bücher uvm. Bestellen Sie Ihr Buch zum Thema Ionenmobilitätsspektrometrie einfach online und lassen Sie es sich bequem nach
Hause schicken. Wir wünschen Ihnen schöne und entspannte Lesemomente mit Ihrem Buch.
Ionenmobilitätsspektrometrie - Große Auswahl Bücher bei Buch findr
Bei uns finden Sie Bücher beliebter Autoren, Neuerscheinungen, Bestseller genauso wie alte Schätze. Bücher zum
Thema Ionenmobilitätsspektrometrie, die Ihre Fantasie anregen und Bücher, die Sie weiterbilden und Ihnen wissenschaftliche
Fakten vermitteln. Ganz nach Ihrem Geschmack ist das passende Buch für Sie dabei. Finden Sie eine große Auswahl
Bücher verschiedenster Genres, Verlage, Autoren bei Buchfindr:
Sie haben viele Möglichkeiten bei Buch findr die passenden Bücher für Ihr Lesevergnügen zu entdecken. Nutzen Sie
unsere Suchfunktionen, um zu stöbern und für Sie interessante Bücher in den unterschiedlichen Genres und Kategorien
zu finden. Unter Ionenmobilitätsspektrometrie und weitere Themen und Kategorien finden Sie schnell und einfach eine Auflistung
thematisch passender Bücher. Probieren Sie es aus, legen Sie jetzt los! Ihrem Lesevergnügen steht nichts im Wege.
Nutzen Sie die Vorteile Ihre Bücher online zu kaufen und bekommen Sie die bestellten Bücher schnell und bequem
zugestellt. Nehmen Sie sich die Zeit, online die Bücher Ihrer Wahl anzulesen, Buchempfehlungen und Rezensionen zu
studieren, Informationen zu Autoren zu lesen. Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen das Team von Buchfindr.