A rapid scan vacuum FTIR method for determining diffusion coefficients in viscous and glassy aerosol particles

文献情報

出版日 2017-08-18
DOI 10.1039/C7CP04473A
インパクトファクター 3.676
著者

Yun Zhang, Shu-Feng Pang, Jonathan P. Reid, Yun-Hong Zhang


原文を見る

要旨

We report a new method to investigate water transport kinetics in aerosol particles by using rapid scan FTIR spectroscopy combined with a custom-built pulse relative humidity (RH) control system. From real time in situ measurements of RH and composition using high time resolution infrared spectroscopy (0.12 s for one spectrum), and through achieving a high rate of RH change (as fast as 60% per second), we are able to investigate the competition between the gas and condensed phase diffusive transport limits of water for particles with mean diameter ∼3 μm and varying phase and viscosity. The characteristic time (τ) for equilibration in particle composition following a step change in RH is measured to quantify dissolution timescales for crystalline particles and to probe the kinetics of water evaporation and condensation in amorphous particles. We show that the dissolution kinetics are prompt for crystalline inorganic salt particles following an increase in RH from below to above the deliquescence RH, occurring on a timescale comparable to the timescale of the RH change (<1 s). For aqueous sucrose particles, we show that the timescales for both the drying and condensation processes can be delayed by many orders of magnitude, depending on the viscosity of the particles in the range 101 to 109 Pa s considered here. For amorphous particles, these kinetics are shown to be consistent with previous measurements of mass transfer rates in larger single particles. More specifically, the consistency suggests that fully understanding and modelling the complex microphysical processes and heterogeneities that form in viscous particles may not be necessary for estimating timescales for particle equilibration. A comparison of the kinetics for crystalline and amorphous particles illustrates the interplay of the rates of gas and condensed phase diffusion in determining the mass transport rates of water in aerosols.

関連文献

Photodissociation dynamics of acetone studied by time-resolved ion imaging and photofragment excitation spectroscopy

Benjamin W. Toulson, Dmitry A. Fishman, Craig Murray

2018-01-09 Paper

DOI: 10.1039/C7CP07320H

Solvation of alcohols in ionic liquids – understanding the effect of the anion and cation

Inês C. M. Vaz, Margarida Bastos, Carlos E. S. Bernardes, José N. Canongia Lopes, Luís M. N. B. F. Santos

2017-12-20 Paper

DOI: 10.1039/C7CP07525A

Ultrafast dynamics of the ESIPT photoswitch N-(3-pyridinyl)-2-pyridinecarboxamide

Hendrik Böhnke, Julia Bahrenburg, Xiaonan Ma, Katharina Röttger, Christian Näther, Michał F. Rode, Andrzej L. Sobolewski, Friedrich Temps

2018-01-10 Paper

DOI: 10.1039/C7CP06145E

Study of light-induced formation of photodimers in the i-motif nucleic acid structure by rapid-scan FTIR difference spectroscopy and hybrid hard- and soft-modelling

Sanae Benabou, Cyril Ruckebusch, Michel Sliwa, Anna Aviñó, Ramon Eritja, Raimundo Gargallo, Anna de Juan

2018-07-10 Paper

DOI: 10.1039/C8CP00850G

Characterisation of the electronic structure of galvinoxyl free radical by variable energy UPS, XPS and NEXAFS spectroscopy

Ivan Ljubić, Antti Kivimäki, Marcello Coreno, Saša Kazazić, Igor Novak

2017-12-22 Paper

DOI: 10.1039/C7CP07266J

Viscous field-aligned water exhibits cubic-ice-like structural motifs

J. Matthias Kahk, Beng Hau Tan, Claus-Dieter Ohl

2018-06-27 Paper

DOI: 10.1039/C8CP02697A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

環戊烷-1,3-二甲酸甲酯はどのように合成されますか?

環戊烷-1,3-二甲酸甲酯は、環戊烷と塩酸によるヒンデンブルク反応を経由して合成されます。この反応では、環戊烷が塩酸と作用し、1,3-ジカルボキシ基が導入されま...

2435-36-1Dimethyl 1,3-cyclope...
化合物よくある質問

4-メトキシ-1,2,3-スチアゼ-3,5-ジオンとは何ですか?

4-メトキシ-1,2,3-スチアゼ-3,5-ジオンは、CAS番号107843-77-6の化合物で、(E)-ベンジル3-(3,4-ジヒドロキシフェニル) acry...

107843-77-6(E)-Benzyl 3-(3,4-di...
化合物よくある質問

プロスタグランジンA2について「に適用される法規ガイドラインは何ですか?'

プロスタグランジンA2 (CAS番号: 41691-92-3) は、化学物質の安全管理に関する規制として、GHS (危険物質の国際的ハザード分類・ラベル付けシス...

41691-92-316,16-DIMETHYL PROST...
化合物よくある質問

4-アミノ-1-ナフタレン sulfonic 酸についての物理化学的性質は何ですか?

4-アミノ-1-ナフタレン sulfonic 酸のCAS番号は84-86-6です。この化合物は結晶性で、分子量は212.15 g/molです。アルコールや水など...

84-86-64-Amino-1-naphthalen...
化合物よくある質問

N-GlcNAc-生物素を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

N-GlcNAc-生物素は吸収性があり、皮膚や目への接触を避けることが重要です。PPE(個体保護具)は使用し、ドラフトチャンバーは必要に応じて使用します。漏洩時...

1272755-69-72-Acetamido-2-deoxy-...
化合物よくある質問

3-アミノメチルフローラノピペリジン-1-カルボニル酸テルブチルエステルとは何ですか?

CAS番号1209781-11-2の3-アミノメチルフローラノピペリジン-1-カルボニル酸テルブチルエステルは、有機化合物の一種で、化学式はC10H17FNO3...

1209781-11-22-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

6-溴-1-甲基-1H-ベンゾ[d][1,2,3]三氮唑はどのように合成されますか?

6- bromo-1-methyl-1H-benzotriazoleは、ブロモフリオリンと1-メチル-1H-ベンゾ[d][1,2,3]三氮唑の反応により合成され...

944718-32-56-Bromo-1-methyl-1H-...
化合物よくある質問

4-硫代尿苷はどのように合成されますか?

4-硫代尿苷は、尿素とD-リボシルヒドロキシアルデヒドを用いてスルホン化反応を経て合成されます。通常は塩酸ヒドロキシチオニルスルホン酸などの触媒を使用し、選択性...

6741-73-71-(4-thio-beta-D-rib...
化合物よくある質問

ブレインナトリユリックペプチド32ラットとは何ですか?

ブレインナトリユリックペプチド32ラット(CAS番号: 133448-20-1)は、心臓で作られるホルモンの一つで、心不全の診断や予後評価に使用されます。

133448-20-1Brain Natriuretic Pe...
化合物よくある質問

1-(3-氮杂啶)-4-羟基哌啶双盐酸盐の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号810680-60-5の1-(3-氮杂啶)-4-羟基哌啶双盐酸盐は、白色の結晶性粉末である。分子量は360.84 g/molで、水に溶けやすい。反応活...

810680-60-51-(3-Azetidinyl)-4-p...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。