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Particle number size distribution measurements of polyethylene terephthalate nanoplastic particles in compressed air and nitrogen
Constantin Hobza
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Paul Winkler
DOI
10.25365/thesis.76094
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23161.73768.473896-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Thema Mikro- und Nanoplastik in der Umwelt hat in den letzten Jahren zunehmend an medialer Präsenz gewonnen. Während Plastikmüll ein wachsendes Problem für die Gewässer darstellt, wozu es bereits eine Vielzahl an Forschungsarbeiten gibt, ist unser Verständnis von Mikro- und Nanoplastik in der Atmosphäre noch recht gering. Obwohl die Transportmechanismen in einigen Fällen bereits untersucht wurden, fehlt uns dennoch das Wissen über den Entstehungsprozess. Darüber hinaus ist sowohl die Detektion als auch die Charakterisierung von luftgetragenen Mikro- und Nanoplastik Partikeln nahezu unmöglich. Diese Arbeit zielt darauf ab, Parameter zu finden, die die Bildung eines Aerosols aus Polyethylenterephthalat (PET) Kunststoffpartikeln angemessen charakterisieren. Das wird durch eine Variation der Temperatur, des Durchflusses und der Probenmenge von PET in einem Rohrofen erreicht. Für diese Arbeit werden zwei unterschiedliche PET Kunststoffe verwendet, eine hochreine Version, deren Zusammensetzung bekannt ist und eine handelsübliche Version unbekannter Zusammensetzung. Das Verhalten der beiden Kunststoffproben unter Luft zeigt sich einheitlich, während ein Wechsel des Trägergases zu Stickstoff zu einer signifikanten Verschiebung des Maximums der Partikelanzahl-Größenverteilung (PNSD) zu kleineren Partikeldurchmessern führt. Im Vergleich zu Stickstoff hat ein oxidatives Trägergas zusätzliche Auswirkungen auf den Verfärbungsprozess der Proben. Weiters werden Cutoff-Messungen mit einem Kondensationskeimzähler (CPC) durchgeführt, die für Stickstoff als Trägergas größere Werte für die Cutoff-Durchmesser beider Kunststoffarten ergeben als für Luft.
Abstract
(Englisch)
The topic of micro- and nanoplastics in the environment has steadily increased its presence in the media over the course of the last years. While the problem of plastic waste in marine environments quickly turned into a big problem of the modern world with a lot of ongoing research, our understanding of micro- and nanoplastics in the atmosphere is still rather poor. While the transport mechanisms have already been investigated in some cases, we still lack a proper understanding of the overall generation mechanisms. In addition, both the detection and characterization of airborne micro- and nanoplastics are not possible in most situations. This work aims to find a set of parameters to properly characterize the aerosol particle generation of polyethylene terephthalate (PET) plastic by variation of the temperature, the flow rate and the initial sample amount in a tube furnace. For this research, two different PET plastics are used, a high purity version of which the composition is specified and a commodity version of unknown composition. Whereas the behavior of the two plastic samples is rather uniform when comparing them under air, a change of the carrier gas to nitrogen yields a significant shift of the peak of the particle number size distribution (PNSD) towards smaller particle diameters. Compared to nitrogen, the presence of an oxidative carrier gas has an additional effect on the discoloration process of the samples. Further measurements focus on the cutoff diameter of a condensation particle counter (CPC), yielding larger values for both kinds of plastic when using nitrogen gas instead of air.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Nanoplastik Mikroplastik PET Polyethylenterephthalat DMA CPC FCE oxidatives Trägergas Verfärbungsprozess Cutoff-Durchmesser Luft Stickstoff
Schlagwörter
(Englisch)
nanoplastic microplastic PET polyethylene terephthalate DMA differential mobility analyzer CPC condensation particle counter cutoff diameter FCE Faraday cup electrometer electrical mobility spectroscopy oxidative carrier gas discoloration process air nitrogen gas
Autor*innen
Constantin Hobza
Haupttitel (Englisch)
Particle number size distribution measurements of polyethylene terephthalate nanoplastic particles in compressed air and nitrogen
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
xii, 95 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Paul Winkler
AC Nummer
AC17217164
Utheses ID
71491
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |