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Characterization of a bipolar electrospray source for the stable generation of monomobile salt clusters in the size range of one to three nanometers

Julian Resch

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Physik

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Physik

Betreuer*in

Paul Winkler

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DOI

10.25365/thesis.61647

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-10249.12980.399865-5

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die Erzeugung von Mobilitaetsstandards ist ein wichtiger Bestandteil der Aerosolforschung. Eine weit verbreitete Methode um sub-2nm Standards zu generieren sind Elektrosprays. In dieser Studie wird eine Bipolare Elektrospray Quelle praesentiert, um den Bereich der verfuegbaren einfach geladenen Salzcluster durch Ladungsreduktion zu erweitern. Die Verwendung eines hoch aufloesenden Differentiellen Mobilitaets Analysators in Kombination mit einem Massenspektrometer ermoeglichten detaillierte Charakterisierung der elektrischen Moblitaet und Masse von verschiedenen in Acetonitril geloesten Tetra-Alkyl Ammonium Haliden. Verschiedene Einstellungen wurden getestet und charakterisiert. Die Mobilitaetsspektren fuer positive und negative Salz Cluster wurden praesentiert. Die individuellen Peaks wurden analysiert um zu bestaetigen, dass mit der Bipolaren Elektrospray Quelle die Ladung der Cluster erfolgreich reduziert werden kann und dass es sich dabei um einfach geladene Salz Cluster handelt. Die erhaltenen Mobilitaetsstandards wurden verwendet, um einen Kondensationskernzaehler zu charakterisieren. Weiters wurde eine detaillierte Bedienungsanleitung fuer die Bipolare Elektrospray Quelle erstellt.

Abstract

(Englisch)

Generating mobility standards has been of great importance for characterization and calibration of instruments in aerosol research. A common method of generating sub-2nm standards is the use of unipolar electrospray sources, which has been limited to the first few clusters. In this study a bipolar electrospray source is introduced to significantly extend the range of available singly charged clusters through charge reduction. The use of a high resolution differential mobility analyzer (UDMA) in combination with an Atmospheric Pressure interface Time-of-Flight Mass Spectrometer (ioniAPi-ToF MS, Ionicon Analytik GmbH, Austria) enabled detailed characterization of the electrical mobility and chemical composition (mass- to-charge ratio) of different tetra-alkyl ammonium halide clusters, generated by the bipolar electrospray source. Different operating settings were tested and characterized. The unipolar and bipolar mobility spectra for both positive and negative salt clusters are presented. The individual peaks are analyzed to confirm the successful charge reduction by the bipolar electrospray source and to reassure that dominantly singly charged salt clusters are produced which is required for subsequent instrument characterization. The obtained mobility standards were used to characterize an ultrafine condensation particle counter (TSI Model 3776 UCPC). Furthermore, a detailed operating manual for the bipolar electrospray source was established.

Autor*innen

Julian Resch

Haupttitel (Englisch)

Characterization of a bipolar electrospray source for the stable generation of monomobile salt clusters in the size range of one to three nanometers

Paralleltitel (Deutsch)

Charakterisierung einer Bipolaren Elektrospray Quelle zur stabilen Erzeugung von monomobilen Salz Clustern in dem Größenbereich von ein bis drei Nanometern

Publikationsjahr

2020

Umfangsangabe

65 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Paul Winkler

Klassifikationen

33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,

33 Physik > 33.99 Physik: Sonstiges

AC Nummer

AC16106337

Utheses ID

54488

Studienkennzahl

UA | 066 | 876 | |

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Schlagwörter