Freistrahl-Strömungssystem

 

Das detaillierte Verständnis einzelner Oxidationspfade stellt weiterhin eine Herausforderung für die Atmosphärenchemie dar. Für unsere Labormessungen wird ein Freistrahl-Strömungssystem genutzt, welches die Untersuchung des frühen Zustandes einer Oxidationsreaktion für atmosphärische Bedingungen ohne störende Wandeffekte erlaubt. Dieses Strömungssystem wurde in Zusammenarbeit mit Verfahrenstechnikern entwickelt, um Wandverluste sowie mögliche heterogene Wandreaktionen, besonders von Criegee Intermediaten und RO2 Radialen, auszuschließen.

Abbildung 1: Blick auf verschiedene Teile der experimentellen Anordnung.

Der Direktnachweis von Intermediaten und anderen Reaktionsprodukten wird mittels Massenspektrometrie mit chemischer Ionisierung bei Verwendung verschiedener Ionisierungsmöglichkeiten vorgenommen. Neben der etablierten Ionisierung mit Acetat, CH3COO-, oder Iodid, I-, wurde kürzlich die Verwendung von protonierten Aminen oder protoniertem Hydrazin als ein effizienter Weg für den empfindlichen Nachweis schwach oxidierter Verbindungen gefunden. Weitere Ionisierungsmethoden, welche auf dem Prinzip des Protonentransfers beruhen, verwenden die protonierten Verbindungen der Essigsäure, verschiedener Alkohole, des Acetons, des Diethylethers und des Tetrahydrofurans. Die erreichten Detektionsgrenzen für oxidierte Verbindungen reichen herunter bis zu Konzentrationen von 103 - 104 Molekülen cm-3, dass heißt deutlich weniger als ein Mischungsverhältnis im Bereich von ppq (ppq: part-per-quadrillion, 1 / 1015). Die Reaktionsbedingungen können so gewählt werden, dass lediglich die Bildung der primär erzeugten RO2-Radikale und deren unimolekularen Reaktionen untersucht werden können.