Nguyên lý máy quang phổ plasma ICP

Hướng dẫn sử dụng máy quang phổ plasma ICP theo nguyên lý làm việc

ICP-AES là gì?

Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử plasma kết hợp tự cảm (ICP-AES) là phương pháp quang phổ được sử dụng để xác định rất chính xác thành phần nguyên tố của các mẫu; nó cũng có thể được sử dụng để định lượng nồng độ nguyên tố với mẫu. ICP-AES sử dụng plasma năng lượng cao từ khí trơ như argon để đốt cháy chất phân tích rất nhanh. Màu sắc được phát ra từ chất phân tích là biểu thị cho các yếu tố có mặt và cường độ của tín hiệu quang phổ là biểu thị nồng độ của các yếu tố có mặt. Một cái nhìn sơ đồ của một thiết lập thử nghiệm điển hình được hiển thị ở đây.

Quang phổ Plasma ICP là gì?

Sơ đồ nguyên lý hệ thống quang học máy ICP-OES

ICP-AES hoạt động như thế nào?

ICP-AES hoạt động bằng cách phát ra các photon từ các chất phân tích được đưa đến trạng thái kích thích bằng cách sử dụng plasma năng lượng cao. Nguồn plasma được cảm ứng khi truyền khí argon qua một điện trường xoay chiều được tạo ra bởi một cuộn dây cảm ứng. Khi chất phân tích bị kích thích, các electron cố gắng tiêu tán năng lượng cảm ứng chuyển sang trạng thái năng lượng thấp hơn, khi làm điều này, chúng phát ra năng lượng dư thừa dưới dạng ánh sáng. Bước sóng của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào khoảng cách năng lượng giữa mức năng lượng bị kích thích và trạng thái cơ bản. Điều này đặc trưng cho nguyên tố dựa trên số lượng electron mà nguyên tố đó có và quỹ đạo quỹ đạo điện tử được lấp đầy. Theo cách này, bước sóng ánh sáng có thể được sử dụng để xác định những yếu tố nào có mặt bằng cách phát hiện ánh sáng ở bước sóng cụ thể.

Như một ví dụ đơn giản hãy xem xét tình huống khi đặt một đoạn dây đồng vào ngọn lửa của một ngọn nến. Ngọn lửa chuyển sang màu xanh do sự phát xạ của các electron bị kích thích trong kim loại đồng, khi các electron cố gắng tiêu tán năng lượng phát sinh từ ngọn lửa, chúng chuyển sang trạng thái ổn định hơn phát ra năng lượng dưới dạng ánh sáng. Khoảng cách năng lượng giữa trạng thái kích thích với trạng thái cơ bản (ΔE quy định màu sắc của ánh sáng hoặc bước sóng của ánh sáng, Công thức 1.5.1, trong đó h là hằng số Plank (6.626 × 10-34 m2kg / s) và ν là tần số của ánh sáng phát ra.
ΔE=hν
Bước sóng của ánh sáng là biểu thị của nguyên tố có mặt. Nếu một kim loại khác được đặt trong ngọn lửa như sắt, một ngọn lửa màu khác sẽ được phát ra vì cấu trúc điện tử của sắt khác với đồng. Đây là một sự tương tự rất đơn giản cho những gì đang xảy ra trong ICP-AES và cách nó được sử dụng để xác định những yếu tố nào hiện diện. Bằng cách phát hiện bước sóng ánh sáng phát ra từ chất phân tích, người ta có thể suy ra những yếu tố nào có mặt.

Đương nhiên nếu có nhiều vật liệu có mặt thì sẽ có hiệu ứng tích lũy làm cho cường độ tín hiệu lớn. Tuy nhiên, nếu có rất ít vật liệu có mặt thì tín hiệu sẽ thấp. Theo lý do này, người ta có thể tạo ra một đường cong hiệu chuẩn từ các dung dịch phân tích có nồng độ đã biết, theo đó cường độ tín hiệu thay đổi như là một hàm của nồng độ của vật liệu có mặt. Khi đo cường độ từ một mẫu có nồng độ chưa biết, cường độ từ mẫu này có thể được so sánh với cường độ từ đường chuẩn, do đó có thể được sử dụng để xác định nồng độ của chất phân tích trong mẫu.

ICP-AES để xác định thành phần nguyên tố

Như với bất kỳ mẫu nào đang được nghiên cứu bởi các hạt nano ICP-AES cần phải được tiêu hóa để tất cả các nguyên tử có thể được hóa hơi trong plasma như nhau. Nếu một kim loại chứa hạt nano không được tiêu hóa bằng cách sử dụng axit mạnh để đưa các nguyên tử kim loại vào dung dịch, dạng hạt có thể cản trở một số vật liệu bị hóa hơi. Chất phân tích sẽ không được phát hiện ngay cả khi nó có trong mẫu và điều này sẽ cho kết quả sai. Các hạt nano thường được phủ một lớp bảo vệ của các phối tử hữu cơ và điều này cũng phải được loại bỏ. Hơn nữa, dung môi được sử dụng cho các hạt nano cũng có thể là một dung dịch hữu cơ và điều này nên được loại bỏ vì nó cũng sẽ không thể trộn được trong môi trường nước.

Một số dung môi hữu cơ có áp suất hơi thấp nên việc loại bỏ dung môi tương đối dễ dàng bằng cách làm nóng mẫu, loại bỏ dung môi bằng cách bay hơi. Để loại bỏ các phối tử hữu cơ có trong hạt nano, axit choric có thể được sử dụng. Đây là một axit rất mạnh và có thể phá vỡ các phối tử hữu cơ một cách dễ dàng. Để tiêu hóa các hạt và đưa kim loại vào dung dịch axit nitric đậm đặc thường được sử dụng.

Một giao thức điển hình có thể sử dụng 0,5 ml dung dịch hạt nano đậm đặc và tiêu hóa nó với 9,5 ml axit nitric đậm đặc trong khoảng thời gian vài ngày. Sau đó 0,5 ml dung dịch đã phân hủy được đặt vào 9,5 ml nước nano. Lý do tại sao nước nano được sử dụng là vì nước DI hoặc nước thường sẽ có một số lượng ion kim loại và chúng sẽ được phát hiện bằng phép đo ICP-AES và sẽ dẫn đến những con số không thực sự đại diện cho nồng độ chất phân tích. Điều này đặc biệt thích hợp khi có nồng độ chất phân tích kim loại rất thấp được phát hiện, và thậm chí còn là vấn đề khi kim loại được phát hiện thường được tìm thấy trong nước như sắt. Sau khi chuẩn bị nước nano và dung dịch phân hủy, mẫu sẽ sẵn sàng để phân tích.

Một điểm khác cần xem xét khi thực hiện ICP-AES trên các hạt nano để xác định thành phần hóa học, bao gồm tiềm năng cho sự chồng chéo bước sóng. Năng lượng được giải phóng dưới dạng ánh sáng là duy nhất cho mỗi nguyên tố, nhưng các nguyên tố rất giống nhau trong cấu trúc nguyên tử sẽ có bước sóng phát xạ rất giống nhau. Hãy xem xét ví dụ về sắt và coban, cả hai đều là kim loại chuyển tiếp và ngồi ngay cạnh nhau trên bảng tuần hoàn. Sắt có bước sóng phát xạ ở 238,204nm và coban có bước sóng phát xạ ở 238,892nm. Vì vậy, nếu bạn cố gắng xác định lượng của từng nguyên tố trong một hợp kim của hai nguyên tố, bạn sẽ phải chọn một bước sóng khác duy nhất cho nguyên tố đó và không có bất kỳ bước sóng nào trùng với các phân tích khác trong dung dịch. Đối với trường hợp này là sắt và coban, sẽ khôn ngoan hơn khi sử dụng bước sóng để phát hiện sắt là 259.940nm và phát hiện bước sóng là 228.616nm. Ghi nhớ điều này một nguyên tắc tốt là thử sử dụng bước sóng của chất phân tích để phát hiện tốt nhất là chủ yếu. Nhưng nếu giá trị này dẫn đến sự chồng chéo bước sóng có thể có trong bước sóng 15nm với một chất phân tích khác trong dung dịch thì nên lựa chọn khác về bước sóng phát hiện để ngăn chặn sự chồng chéo bước sóng.
Một số người cũng đã sử dụng kỹ thuật ICP-AES để xác định kích thước của hạt nano. Tín hiệu được phát hiện được xác định bởi lượng vật liệu có trong dung dịch. Nếu các dung dịch hạt nano rất loãng đang được phân tích, các hạt đang được phân tích cùng một lúc, tức là, sẽ có một hạt nano trên mỗi giọt trong máy phun sương. Cường độ tín hiệu sau đó sẽ khác nhau tùy theo kích thước của hạt. Theo cách này, kỹ thuật ICP-AES có thể được sử dụng để xác định nồng độ của các hạt trong dung dịch cũng như kích thước của các hạt.

Tính toán cho nồng độ ICP

Để thực hiện các giải pháp chứng khoán ICP-AES phải được chuẩn bị trong các dung dịch axit nitric loãng. Để làm điều này, một dung dịch đậm đặc nên được pha loãng với nước nano để chuẩn bị 7% dung dịch axit nitric. Nếu dung dịch đậm đặc là 69,8 wt% (kiểm tra lượng xét nghiệm được ghi ở bên cạnh chai) thì lượng để pha loãng dung dịch sẽ như vậy:

Tỷ lệ phần trăm cô đặc 69,8% trọng lượng từ xét nghiệm. Trước tiên, bạn phải xác định nồng độ mol của dung dịch đậm đặc:

Đối với số lượng xét nghiệm hiện tại, con số sẽ được tính như sau

Đây là nồng độ CI ban đầu. Để xác định nồng độ mol của dung dịch 7%, chúng ta lại sử dụng phương trình 1.5.2 để tìm CF nồng độ cuối cùng.

Chúng tôi sử dụng những số liệu này để xác định lượng pha loãng cần thiết để pha loãng axit nitric đậm đặc để biến nó thành dung dịch 7%.

Bây giờ khi chúng ta đang nói về các giải pháp, khối lượng sẽ được đo bằng mL và nồng độ sẽ được đo dưới dạng mol. MI và MF đã được tính toán ở trên.

Ngoài ra, lượng dung dịch pha loãng sẽ phụ thuộc vào người dùng và người dùng cần bao nhiêu để hoàn thành phân tích ICP, vì lý do tranh luận, hãy nói rằng chúng tôi cần 10 ml dung dịch loãng, đây là mLF:

Điều này có nghĩa là 10,03 mL axit nitric đậm đặc (69,8%) nên được pha loãng lên đến tổng số 100 mL bằng nước nano.

Bây giờ bạn đã có giải pháp chứng khoán với tỷ lệ chính xác thì bạn có thể sử dụng giải pháp này để chuẩn bị các giải pháp tập trung khác nhau. Hãy lấy ví dụ rằng giải pháp chứng khoán mà bạn mua từ nhà cung cấp có nồng độ 100 ppm chất phân tích, tương đương với 1 μg / mL.

Để làm cho đường cong hiệu chuẩn của bạn chính xác hơn, điều quan trọng là phải nhận thức được hai vấn đề. Thứ nhất, như với tất cả các đồ thị đường thẳng, càng nhiều điểm được sử dụng thì số liệu thống kê càng tốt là đường chính xác. Nhưng, thứ hai, các phép đo được sử dụng càng nhiều đồng nghĩa với việc có nhiều lỗi hơn được đưa vào hệ thống, để tránh những lỗi này xảy ra, cần hết sức thận trọng và có kỹ năng trong việc sử dụng hệ thống đường ống và pha loãng dung dịch. Đặc biệt là khi làm việc với các dung dịch nồng độ rất thấp, một giọt vật liệu nhỏ làm cho độ pha loãng trên hoặc dưới mức chính xác cần thiết có thể làm thay đổi nồng độ và do đó ảnh hưởng đến hiệu chuẩn một cách nghiêm trọng. Tiền đề mà việc tính toán được thực hiện dựa trên phương trình 1.5.4, theo đó C đề cập đến nồng độ tính bằng ppm và mL đề cập đến khối lượng tính bằng mL.

Việc lựa chọn nồng độ để thực hiện sẽ phụ thuộc vào các mẫu và nồng độ chất phân tích trong các mẫu được phân tích. Đối với người dùng lần đầu, nên tạo một đường cong hiệu chuẩn với phạm vi lớn để bao gồm tất cả các kết quả có thể xảy ra. Khi người dùng nhận thức rõ hơn về loại nồng độ mà họ đang tạo ra trong quá trình tổng hợp thì họ có thể thu hẹp phạm vi để phù hợp với loại nồng độ mà họ dự đoán.

Trong ví dụ này, chúng tôi sẽ thực hiện các nồng độ từ 10 ppm đến 0,1 ppm, với tổng số năm mẫu. Trong phân tích ICP-AES điển hình, khoảng 3 mL dung dịch được sử dụng, tuy nhiên nếu bạn gặp tình huống có sự chồng chéo bước sóng đáng kể thì bạn có thể đã chọn thực hiện hai lần chạy riêng biệt và do đó bạn sẽ cần khoảng 6 mL dung dịch. Nói chung, nên có ít nhất 10 ml dung dịch để chuẩn bị cho mọi tình huống có thể xảy ra. Cũng sẽ có thêm một số lượng cần thiết cho các mẫu đang được sử dụng để kiểm tra kiểm soát chất lượng. Vì lý do này, 10 ml nên là một lượng đủ để chuẩn bị cho mỗi nồng độ.

Chúng ta có thể định nghĩa các ẩn số trong phương trình như sau:

• CI = nồng độ dung dịch đậm đặc (ppm)
• CF = nồng độ mong muốn (ppm)
• MI = khối lượng vật liệu ban đầu (mL)
• MF = khối lượng vật liệu cần thiết để pha loãng (mL)

Phương pháp được thông qua hoạt động như sau. Tạo dung dịch nồng độ cao sau đó lấy từ dung dịch đó và pha loãng thêm đến nồng độ mong muốn.

Giả sử nồng độ của dung dịch gốc từ nhà cung cấp là 100 ppm chất phân tích. Đầu tiên chúng ta nên pha loãng đến nồng độ 10 ppm. Để tạo ra 10 ml dung dịch 10 ppm, chúng ta nên lấy 1 mL dung dịch 100 ppm và pha loãng thành 10 mL bằng nước nano, bây giờ nồng độ của dung dịch này là 10 ppm. Sau đó, chúng ta có thể lấy từ dung dịch 10 ppm và pha loãng nó xuống để có được dung dịch với 5 ppm. Để làm điều này, hãy lấy 5 mL dung dịch 10 ppm và pha loãng thành 10 mL bằng nước nano, sau đó bạn sẽ có dung dịch 10 mL có nồng độ 5 ppm. Và do đó, bạn có thể thực hiện việc này liên tục lấy các phần từ mỗi giải pháp theo cách của bạn theo các bước tăng dần cho đến khi bạn có một loạt các giải pháp có nồng độ từ 10 ppm cho đến 0,1 ppm hoặc thấp hơn, theo yêu cầu.

ICP-AES hoạt động thế nào? Nguyên lý máy ICP

Trong khi ICP-AES là một phương pháp hữu ích để định lượng sự hiện diện của một kim loại trong một hạt nano nhất định, một ứng dụng rất quan trọng khác đến từ khả năng xác định tỷ lệ kim loại trong một mẫu hạt nano.

Trong các ví dụ sau đây, chúng ta có thể xem xét các hạt nano kim loại của sắt với đồng. Trong một tổng hợp điển hình 0,75 mmol Fe(acac)3 được sử dụng để điều chế hạt nano oxit sắt có dạng Fe3O4. Có thể thay thế một lượng ion Fen + bằng một kim loại khác có điện tích tương tự. Theo cách này, các hạt kim loại được tạo ra với tiền chất chứa một kim loại phù hợp. Trong ví dụ này, tiền chất kim loại bổ sung sẽ là Cu(acac)2.
Giữ tổng nồng độ kim loại trong ví dụ này là 0,75 mmol. Vì vậy, nếu chúng ta muốn thấy tác dụng của việc có 10% kim loại trong phản ứng là đồng, thì chúng ta sẽ sử dụng 10% của 0,75 mmol, đó là 0,075 mmol Cu(acac)2, và lượng sắt tương ứng là 0,675 mmol Fe(acac)3. Chúng tôi có thể làm điều này để tăng các kim loại liên tiếp cho đến khi bạn tạo ra các hạt oxit đồng 100%.

Sau đó Fe và Cu ICP-AES của các mẫu sẽ cho phép xác định Fe: Curatio có trong hạt nano. Điều này có thể được so sánh với tỷ lệ Fe và Cuthat được áp dụng làm chất phản ứng. Biểu đồ cho thấy tỷ lệ phần trăm của Fe trong hạt nano thay đổi như thế nào khi hàm số lượng Fe được sử dụng làm thuốc thử.

Hình 1.5.2: Thay đổi tỷ lệ phần trăm sắt trong các hạt nano Fe-Cu-O như là một hàm của bao nhiêu tiền chất sắt được sử dụng trong quá trình tổng hợp các hạt nano.

Xác định nồng độ chất phân tích

Khi các hạt nano được tiêu hóa và phân tích ICP-AES đã hoàn thành, bạn phải biến các số liệu từ phân tích ICP-AES thành số làm việc để xác định nồng độ kim loại trong dung dịch được tổng hợp ban đầu.

Trước tiên chúng ta hãy xem xét các hạt nano chỉ có một kim loại. Con số được đưa ra bởi phân tích trong trường hợp này được đưa ra theo đơn vị mg / L, đây là giá trị tính bằng ppm. Con số này được ghi nhận cho dung dịch đã được phân tích và đây là nồng độ loãng so với dung dịch tổng hợp ban đầu vì các hạt phải được tiêu hóa trong axit trước, sau đó pha loãng thêm vào nước nano.

Như đã đề cập ở trên trong 0,5 ml thí nghiệm của các hạt nano tổng hợp được tiêu hóa lần đầu tiên trong 9,5 ml axit nitric đậm đặc. Sau đó khi quá trình phân hủy hoàn thành 0,5 ml dung dịch này được hòa tan trong 9,5 mL nước nano. Đây là giải pháp cuối cùng được phân tích bằng ICP và nồng độ kim loại trong dung dịch này sẽ thấp hơn nhiều so với giải pháp ban đầu. Trong trường hợp này, lượng chất phân tích trong dung dịch cuối cùng được phân tích là 1/20 so với tổng lượng vật liệu trong dung dịch được tổng hợp ban đầu

Tính nồng độ tính bằng ppm

Chúng ta hãy lấy một ví dụ rằng khi phân tích bằng ICP-AES, lượng Fe được phát hiện là 6,38 mg / L. Đầu tiên chuyển đổi con số thành mg / mL,

Lượng vật liệu được pha loãng thành tổng thể tích 10 mL. Do đó, chúng ta nên nhân giá trị này với 10 mL để xem khối lượng trong toàn bộ thùng chứa là bao nhiêu.

 

Đây là tổng khối lượng sắt có trong dung dịch được phân tích bằng thiết bị ICP. Để chuyển đổi lượng này thành ppm, chúng ta nên xem xét thực tế rằng 0,5 mL ban đầu được pha loãng thành 10 mL, để làm điều này, chúng ta nên chia tổng khối lượng sắt cho số lượng này đã được pha loãng.

Đây là tổng lượng chất phân tích trong dung dịch 10 mL được phân tích bởi thiết bị ICP, để đạt được giá trị tính bằng ppm, nó phải được xác định bằng một nghìn, sau đó là 127,6 ppm Fe.

Xác định nồng độ của dung dịch gốc

Bây giờ chúng ta cần phải xác định rằng có một số pha loãng của dung dịch ban đầu trước tiên để tiêu hóa các kim loại và sau đó hòa tan chúng trong nước nano, trong tất cả có hai độ pha loãng và mỗi độ pha loãng có khối lượng tương đương. Bằng cách pha loãng 0,5 mL đến 10 mL, chúng tôi pha loãng dung dịch một cách hiệu quả theo hệ số 20 và điều này được thực hiện hai lần

Đây là lượng chất phân tích trong dung dịch các hạt được tiêu hóa, để chuyển đổi thành ppm, chúng ta nên nhân nó với 1/1000 mL / L, theo cách sau:

Đây thực chất là câu trả lời của bạn bây giờ là 2552 ppm. Đây là lượng Fe trong dung dịch các hạt được tiêu hóa. Điều này được thực hiện bằng cách pha loãng 0,5 ml dung dịch ban đầu thành 9,5 ml axit nitric đậm đặc, tương tự như pha loãng theo hệ số 20. Để tính được bao nhiêu chất phân tích trong lô ban đầu được tổng hợp, chúng tôi nhân giá trị trước đó với 20 lần nữa. Đây là lượng nồng độ Fe cuối cùng của mẻ ban đầu khi nó được tổng hợp và hòa tan trong hexan.

Tính tỷ lệ cân bằng hóa học

Chuyển từ tính toán nồng độ của các yếu tố riêng lẻ bây giờ chúng ta có thể tập trung vào việc tính toán tỷ lệ cân bằng hóa học trong các hạt nano kim loại.

Hãy xem xét trường hợp khi chúng ta có các nguyên tố sắt và đồng trong hạt nano. Số tiền được xác định bởi ICP là:

• Sắt = 1.429 mg / L.
• Đồng = 1,837 mg / L.

Chúng ta phải tính đến trọng lượng phân tử của từng nguyên tố bằng cách chia giá trị ICP thu được, cho trọng lượng phân tử cho nguyên tố cụ thể đó. Đối với sắt, điều này được tính bằng

 

và do đó đây là tỷ lệ mol của sắt. Mặt khác, ICP trả về giá trị cho đồng được đưa ra bởi:

 

Để xác định tỷ lệ phần trăm sắt, chúng tôi sử dụng phương trình này, cho giá trị phần trăm là 42,15% Fe.

 

Chúng tôi tính ra tỷ lệ phần trăm đồng tương tự, dẫn đến câu trả lời là 57,85% Cu.

Theo cách này, phần trăm sắt trong hạt nano có thể được xác định là hàm của nồng độ thuốc thử trước khi tổng hợp (Hình 1.5.2).

Xác định nồng độ hạt nano trong dung dịch

Các ví dụ trước đã chỉ ra cách tính cả nồng độ của một chất phân tích và nồng độ kim loại được chia sẻ hiệu quả trong dung dịch. Những số liệu này liên quan đến nồng độ các nguyên tử nguyên tố có trong dung dịch. Để sử dụng điều này để xác định nồng độ hạt nano, trước tiên chúng ta phải xem xét có bao nhiêu nguyên tử đang được phát hiện trong hạt nano. Chúng ta hãy xem xét rằng các hạt nano Fe3O4 có đường kính 7nm. Trong một hạt 7nm, chúng tôi hy vọng sẽ tìm thấy 20.000 nguyên tử. Tuy nhiên, trong phân tích này, chúng tôi chỉ phát hiện ra các nguyên tử Fe, vì vậy chúng tôi vẫn phải tính đến số lượng nguyên tử oxy tạo thành mạng tinh thể.

Cứ 3 nguyên tử Fe thì có 4 nguyên tử O. Nhưng vì sắt lớn hơn oxy một chút, nó sẽ bù cho thực tế là có một nguyên tử Fe ít hơn. Đây là một sự đơn giản hóa quá mức nhưng tại thời điểm này nó phục vụ mục đích làm cho người đọc nhận thức được các bước cần thiết khi đánh giá nồng độ hạt nano. Chúng ta hãy xem xét rằng một nửa kích thước hạt nano được quy cho các nguyên tử sắt và nửa còn lại của kích thước được quy cho các nguyên tử oxy.

Vì có tổng số 20.000 nguyên tử trong hạt 7nm, và sau đó khi xem xét ảnh hưởng của trạng thái oxit, chúng ta sẽ nói rằng cứ 10.000 nguyên tử Fe bạn sẽ có hạt 7nm. Vì vậy, bây giờ chúng ta phải tìm ra có bao nhiêu nguyên tử Fe có trong mẫu để chúng ta có thể chia cho 10.000 để xác định có bao nhiêu hạt nano.

Trong trường hợp từ trên, chúng tôi đã tìm thấy giải pháp khi tổng hợp có nồng độ 51.040 ppm nguyên tử Fe trong dung dịch. Để xác định có bao nhiêu nguyên tử này tương đương với chúng ta sẽ sử dụng thực tế là 1 mol vật liệu có số lượng nguyên tử Avogadro hiện diện.

1 mol sắt nặng 55.847 g. Để xác định có bao nhiêu nốt ruồi hiện tại, chúng tôi chia các giá trị như thế này:

Số lượng nguyên tử được tìm thấy bằng cách nhân số này với số Avogadro, (6.022×10²³):

Với mỗi 10.000 nguyên tử, chúng ta có một hạt nano (NP) có đường kính 7nm, giả sử tất cả các hạt có kích thước tương đương, sau đó chúng ta có thể chia các giá trị. Đây là nồng độ hạt nano trên một lít dung dịch được tổng hợp.

Diện tích bề mặt kết hợp

Một điều rất thú vị về công nghệ nano mà các hạt nano có thể được sử dụng là tỷ lệ đáng kinh ngạc giữa các diện tích bề mặt so với thể tích. Khi các hạt ngày càng nhỏ hơn, diện tích bề mặt trở nên nổi bật hơn. Và vì phần lớn hóa học được thực hiện trên các bề mặt, các hạt nano là ứng cử viên tốt cho việc sử dụng trong tương lai khi cần tỷ lệ khung hình cao.

Trong ví dụ trên, chúng tôi coi các hạt có đường kính 7nm. Diện tích bề mặt của hạt như vậy là 1,539 x10-16 m2. Vì vậy, diện tích bề mặt kết hợp của tất cả các hạt được tìm thấy bằng cách nhân từng hạt với diện tích bề mặt riêng lẻ của chúng.

Để đưa điều này vào bối cảnh, một sân bóng đá Mỹ rộng khoảng 5321 m2. Vì vậy, một lít dung dịch hạt nano này sẽ có cùng diện tích bề mặt của khoảng 1,5 sân bóng đá. Đó là sự phân bổ diện tích trong một lít dung dịch khi bạn xem xét cần bao nhiêu vật liệu để lót sân bóng bằng một lớp sắt kim loại mỏng. Hãy nhớ rằng chỉ có khoảng 51 g / L sắt trong giải pháp này!

Nguyên lý và cấu hình hệ thống của HPLC

Quang phổ thực địa hấp thụ hiện trường

Hướng dẫn sử dụng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS ZA3000