Az alapelektrolit oldat ionjainak szerepe az elektrolitkatódos, atmoszférikus nyomású ködfénykisülésben
Angol cím
The role of ions of basic electrolyte in the ELectrolyte Cathode Atmospheric pressure glow Discharge (ELCAD)
zsűri
Fizika 1
Kutatóhely
Lézerfizikai Osztály (MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet)
résztvevők
Cserfalvi Tamás Jánossy Mihály
projekt kezdete
2003-01-01
projekt vége
2007-12-31
aktuális összeg (MFt)
8.533
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
Az intenzitásarányokból kapott elektron (Cu vonalak) és gázhőmérsékletek (OH sávfejek) igen jól közelítik egymást, maximumuk az elektródáknál van. Ez megfelel egy atmoszférikus kisülésnek. Ennek megfelelően, az atomi fémvonalak intenzitásmaximuma a negatív fényben van, ahol a hátttér intenzitás alacsony.
A kapilláris ELCAD katódesése, áramsűrűsége, hőmérsékletei nőttek, a sötéttér hossza csökkent az áram növelésekor.
A kapilláris ELCAD- ban a töltéssűrűségek jóval nagyobbak, az elektronsokszorozódás jóval kisebb, mint a normális esetben. Ez arra utal, hogy a jóval nagyobb töltéssűrűséget a megnövekedett szekunder elektron emisszió és nem a rövidebb sötéttérbeli ionizáció hozza létre.
Az emittált atomi fémvonalak intenzitása az M-OH kötéstől függ: ha ez gyenge (ionos) az intenzitás nagy, ha kötés kovalens, az intenzitás nagy.
Egy új áramló oldatos mintabeinjektálási kísérletet végeztünk el, hogy kikerüljük az alap és a mintaoldat eltérő pH értékéből eredő nehézségeket (kisülés megszűnése). Ezért egy koncentrikusan egymásba illeszkedő, kettős kapilláris rendszert használtunk. A belsőben az alapelektrolit, a külsőben a mintaoldat áramlott. A detektálási határok: Cd:10 ng ; Zn: 30 ng; Cu és Pb: 50 ng.
Az 1993-2006 között az ELCAD témájában megjelent összes közleményt felhasználva, felkérésre megírtuk az eddigi ELCAD kutatások áttekintő, kritikai elemzését. Appl. Spectr.Rev. 42, 573-604 (2007)
kutatási eredmények (angolul)
The electron and gas temperatures obtained from the intensity ratios (Cu lines, OH bands) approximated each others well, their maximums are at the electrodes corresponding to an atmospheric glow discharge. Hence the intensity maximum of atomic metal lines occurred in the negative glow, where the background intensities are low.
In the abnormal ELCAD, the cathode fall, the current density, the temperatures increased, the length of cathode dark space decreased with increasing current. The charge densities are significantly higher, the multiplication of electrons is much lower, than that received for a normal one. The main reason of this is the enhanced rate of the secondary electron emission and not an increased ionization in a shorter cathode dark space.
The intensity of atomic metal lines depends on the bond character of the M-OH leaving the cathode. If this bond is weak (ionic), the intensity is low. If this bond is strong (covalent) the intensity is high.
Flow injection experiments were carried out with a concentric double capillary system. The basic solution was flowed in the inner, the sample was flowed in the outer one. The plasma operation became independent from the ionic conductivity of the sample solution. The reached detection limits are: Cd:10 ng;Zn:30 ng; Cu and Pb:50 ng.
For an invitation, we wrote a critical review of the ELCAD reserches taking into account all papers published in this field in 1993-2006. Appl.Spectr.Rev. 42, 573-604 (2007).
P.Mezei, T.Cserfalvi: The spatial distribution of gas and electron temperatures together with atomic and molecular emission in the electrolyte cathode atmospheric glow discharge (ELCAD), European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry, 30 January-3 February 2005 Budapest, Hungary , Winter 2005 CD (compact disc), 2005
P.Mezei, T.Cserfalvi, L.Csillag: The spatial distribution of the temperatures and the emitted spectrum in the electrolyte cathode atmospheric glow discharge, J. Phys.D:Appl.Phys. 38, 2804-2811, 2005
T. Cserfalvi, P.Mezei: Investigations on the element dependency of sputtering process in the electrolyte cathode atmospheric glow discharge (ELCAD), European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry, 30 January-3 February 2005 Budapest, Hungary, Winter2005 CD (compact disc), 2005
T. Cserfalvi, P.Mezei: Investigations on the element dependency of sputtering process in the electrolyte cathode atmospheric glow discharge (ELCAD), Journal of Analytical Atomic Spectroscopy 20, 939-944, 2005
T. Cserfalvi, P.Mezei: Multimetal detector based on ELCAD optical emission spectrometry principle for capillary analytical systems, European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry, 30 January-3 February 2005 Budapest, Hungary, Winter2005 CD (compact disc), 2005
T. Cserfalvi, P.Mezei: Investigations on the element dependency of sputtering process in the electrolyte cathode atmospheric glow discharge (ELCAD), European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry, 30 January-3 February 2005 Budapest, Hungary, Winter2005 CD (compact disc), 2005
Mezei Pál, Cserfalvi Tamás: Gázkisüléses analízis a környezetvédelemben, Fizikai Szemle, Magyar Fizikai Folyóirat , LVI, (7) 217-221, 2006
P.Mezei, T.Cserfalvi: The investigation of an abnormal electrolyte cathode atmospheric glow discharge, J. Phys.D:Appl.Phys. 39, 1-6, 2006
P.Mezei, T.Cserfalvi: Charge densities in the electrolyte cathode atmospheric glow discharges, Eur. Phys. J. Appl.Phys. 40, 89-94 (2007), 2007
P.Mezei, T.Cserfalvi: Electrolyte cathode atmospheric glow discharges for direct solution analysis, Applied Spectroscopy Reviews, 42, 573-604 (2007), 2007
