Aufklärung von Dissoziationsmechanismen dielektrisch behinderter Entladungen für flüchtige Element Spezies

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Joachim Franzke
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290066525

In den letzten Jahren wurden oft dielektrisch behinderte Entladungen untersucht und für viele Anwendungen wie zum Beispiel für die Ambient Air Ionisierung und die weiche Ionisierung organischer Moleküle eingesetzt. Sie wurden als alternativer Atomisierer für flüchtige Spezies verwendet, um die in der AAS eingesetzten herkömmlichen extern erhitzten Quarz Atomisierer als auch die in der AFS verwendeten Diffusions Flammen und flame in gas shield Atomisierer zu ersetzen. Sie haben sich als ein nützliches Werkzeug zur Erzeugung freier Atome, angeregter Spezies als auch Ionen für die Analytische Spektrometrie erwiesen. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Plasmas zur Dissoziierung und Atomisierung von Molekülen und die damit verbunden Aufklärung der Dissoziations-mechanismen einer dielektrisch behinderten Entladung (DBD) für flüchtige Spezies. Es ist bekannt, dass DBDs in einem homogenen oder filamentären Modus betrieben werden können. Dielektrisch behinderten Entladungen, die für die weiche Ionisierung verwendet werden, sollten im homogenen Modus betrieben werden. Welcher Operationsmodus ist für den Einsatz einer DBD als Atomisierer für flüchtige Spezies vorzuziehen? Um diese Frage beantworten zu können, ist eine komplette visuelle Kontrolle des Plasmas notwendig. Da in der Regel die Plasmen end-on betrachtet werden, besteht keine komplette Information des Plasmas entlang der Elektroden. Daher sollen hier planare DBD Plasmen mit transparenten Indium Zinn Oxid (ITO) Elektroden unterschiedlicher Geometrien auf Glas untersucht werden. Damit kann die Emissions-Charakteristik auch entlang der Elektroden gemessen werden. Verschiedene Plasma Designs sollen für Absorptions- und Fluoreszenz Messungen konstruiert werden. Des weiteren sollen Entladungsstrommessungen genutzt werden, um zwei zeitlich versetzte Plasmen voneinander unterscheiden zu können. Das zeitlich frühere Plasma könnte das Plasma sein welches zur weichen Ionisierung verwendet wird und das zweite dasjenige, welches als dissoziatives Plasma verwendet werden könnte. Um herauszufinden ob das zweite Plasma ein dissoziatives ist sollte ein Plasmajet eingesetzt werden sollte ein Plasmajet verwendet werden, da der Abstand zwischen den Elektroden mit 10 mm 4 bis 5 mal so groß ist als der Abstand zwischen den planaren Plasmen. Daher können zeitaufgelöste Messungen zwischen den Elektroden durchgeführt und mit den Plasmastromsignalen verglichen werden. Eine Plasma Modulierte Lock-In Technik soll entwickelt werden, um eine effiziente optische Detektion mit niedrigen Detektionsgrenzen (LOD) zu erreichen. Modulierte Plasma Messungen werden mit Se Hydrid als Modell Analyt mit Atom Absorption und Atomfluoreszenz detektiert. Eine weitere Verminderung des Hintergrundsignals sollte durch eine Modulation der Strahlung der Hohlkathode möglich sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kroatien, Tschechische Republik
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Vlasta Horvatic; Jan Kratzer