Pentru informaţii detaliate despre celelalte programe cofinanţate de Uniunea Europeană, vă invităm să vizitaţi www.fonduri-ue.ro

 

Conţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

L3. Laborator de investigare a proceselor fizico-chimice din atmosferă şi de testare de noitehnologii ecologice de distrugere a poluanţilor gazoşi

 

 

Descriere

 

Scopul principal al acestui laborator, unic în România, este să stabilească relaţia de legătură între emisiile poluanţilor şi calitatea aerului. Acest lucru se va realiza folosind o camera de reacţie, în care se vor simula condiţiile atmosferice specifice regiunilor din Romania.

 

Acestă cameră de reacţie va avea un volum de cca 1000 L, şi iar pentru simularea radiatiei solare se vor folosii lămpi germinice (cu λ=254nm) şi lămpi „black-light―(cu λmax=365nm). Camera de reacţie va conţine un sistem de oglinzi cu multiplă reflexie White (montat pe flanşele care etanşează capetele reactorului), cuplat cu un spectrometru FT-IR permiţînd astfel determinarea „in situ― a reactanţilor şi produşilor. Flanşele frontală şi terminală ale reactorului vor fi prevăzute cu sisteme de introducere a reactanţilor şi gazelor, precum si cu instrumente de măsură pentru temperatură, umiditate şi presiune. Pentru omogenizarea amestecurilor de reacţie, camera va fi prevazută cu trei ventilatoare, unul pe inelul ce uneşte cele două tuburi de cuarţ şi câte unul pe flanşele laterale frontală. În vederea evacuării amestecului de gaze, reactorul va fi echipat cu un sistem de pompe, una primară şi o pompă turbo-moleculară, care asigură un vacuum de cca. 10-3 mbar.

 

Pentru monitorizarea altori indicatori, camera va fi conectată la mai multe sisteme analitice, prin valve speciale, cu urmatoarele instrumente analitice: LIF, GC-FID, GC-MS, HPLC, actinometre pentru J(O3), J(O1D) si J(NO2), ecophysics system pentru măsurarea şi contorizarea O3, NO, NO2, NOx. Suplimentar, camera de reacţie va fi prevăzută cu un sistem de uscare şi purificare a aerului necesar umplerii camerei, în special pentru îndepărtarea compuşilor de tipul NOy şi a hidrocarburilor non-metanice. Toate aceste instrumente analitice vor fi controlate şi supravegheate cu ajutorul unei reţele interne de calculatoare. Acest laborator va fi coordonat de cercetătorii de la Facultatile de Chimie şi Fizică ale Universităţii "Alexandru Ioan Cuza" din Iaşi.

 

Echipamente

 

  • la Facultatea de Chimie

 

1. Sistem pentru analiza termica TGA-DSC/DTAtip Jupiter STA F3 NETZSCH cuplat cu un spectrometru FT-IR tip Tensor 27 BRUKER.

Persoana de contact: Prof. dr. Romeo-Iulian OLARIU, e-mail This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , tel. 02320201354

Caracteristici generale: Sistemul este destinat pentru studiul comportamentului probelor de tip ceramic, compozit, polimeric, nanomateriale, aliaje, la temperaturi ridicate. Sistemul funcționează în domeniul de temperatură cuprins intre 25oC şi 1550oC. Sistemul are un adaptor încălzit pentru linia de transfer (termostatat pana la 300°C) care permite transferul gazelor, rezultate în urma analizelor, către detectorul de tip spectrometru FTIR.

 

2. Analizor de Carbon Organic/Carbon Elemental, SUNSET Laboratory Inc.

Persoana de contact: Conf. dr. Cecilia ARSENE, e-mail This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , tel. 02320201354

Caracteristici generale: Analizorul OC/EC este un analizor pentru determinarea Carbonului Organic si respectiv a Carbonului Elemental in aer prin metoda termo-optica de analiza a particulelor colectate pe un filtru din cuarţ. Principiul de funcţionare al analizorului se bazează pe desorbţia termica controlata optic a probelor colectate pe un filtru de cuarţ intr-o atmosfera inerta urmata de oxidare si detecţia utilizând un detector cu ionizare in flacără – FID. Analizorul OC/EC este prevăzut cu un sistem optic dual care permite operarea simultana in transmitanţă respectiv reflectanţa optică.

 

3.  GC- FID-MS (Turbo)- TDSG- TDSA - Cromatograf de gaze cu detector cu flacără ionizatoare şi spectrometru de masă si desorbţie termica, GC Agilent 7890 cu FID si MS Trapa Ionica Agilent 240MS cu termodesorbţie Gerstel, AGILENT TECHNOLOGIES

Persoana de contact: Conf. dr. Cecilia ARSENE, e-mail This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , tel. 02320201354

Caracteristici generale: Cromatograful este destinat analizei compuşilor polari şi nepolari, semivolatili şi volatili şi este prevăzut cu detecţie dubla (FID si MS) cu autosampler şi cu unitate de termodesorbţie tip Gerstel. Cromatograful este model GC Agilent 7890 cu FID si MS Trapa Ionica Agilent 240MS.

 

4.  GC x GC-FID-MS - Cromatograf de gaze GC Agilent 7890A cu FID şi MS Agilent 5975C, AGILENT TECHNOLOGIES

Persoana de contact: Conf. dr. Cecilia ARSENE, e-mail This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , tel. 02320201354

Caracteristici generale: Cromatograf destinat studiului amestecurilor de compuşi prin tehnica "comprehensive GCxGC". Configuraţia asigura flexibilitate în operare utilizând atât separările GC x GC cât şi funcţionalitatea backflush.

 

5. Sistem de clasificare al particulelor (SMPS), TSI

Persoana de contact: Conf. dr. Cecilia ARSENE, e-mail This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , tel. 02320201354

Caracteristici generale: Instrument, cu software specializat, destinat clasificării şi contorizării numărului, volumului şi suprafeţei particulelor de aerosoli (particule aerodinamice). Sistemul este alcătuit din numărător de particule TSI SMPS tip 3936L87-N, modul de clasificare electrostatica a dimensiunii de particula tip 3080 cu modul de analiza mobilitate diferenţiala DMA tip 3081 cu trei impactori, numărător de particule (CPC) model TSI 3787, neutralizator TSI 3077A, echipament de filtrare aer, TSI model 3074B şi atomizor, TSI model 3076. Sistem potrivit pentru operare in tandem cu spectrofotometrul de analiza chimică a aerosolilor HR- ToF-AMS Aerodyne.

 

6. Analizoare de gazeECOTECH

Persoana de contact: Prof. dr. Romeo-Iulian OLARIU, e-mail This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , tel. 02320201354

Caracteristici generale: Sistemul cuprinde un analizor de CO2 cu pompă internă, model EC 9820, un analizor de ozon cu pompă internă, model EC 9810A, un analizor de CO cu pompă internă, model EC 9830A, un analizor de SO2 cu pompă internă, model EC9850, analizor de NO/NO2 cu pompă, model EC 9841A şi un generator de ozon, model GasCal 1100TS.

 

7. Spectrometru FT-IR Vertex 70 cu Modul FT-Raman RAM II, BRUKER

Persoana de contact: Prof. dr. Romeo-Iulian OLARIU, e-mail This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , tel. 02320201354

Caracteristici generale: Spectrometrul include toate componentele optice si electronice necesare pentru acoperirea următoarelor domenii spectrale de la 8000 cm-1 la 350 cm-1, de la 10000 cm-1 la 380 cm-1 şi de la 680 cm-1 la 50 cm-1. Modul FT-Raman Bruker RAM II. Modulul Raman este extern şi poate lucra pe un domeniu spectral cuprins între 3600 şi 70 cm-1. Sursa laser de excitaţie este de tip Nd:YAG.

 

  • La Facultatea de Fizică

 

 

1. Sistem LIF (laser cu colorant pulsat):

Persoana de contact: Dr. Ilarion MIHAILA, Lab. Fizica Plasmei – parter, tel: 0232201188, e-mail:  This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Caracteristici generale:laser de pompaj: laser NdYag (lungimea de unda fundamentala 1064nm, energie 800mJ), domeniu de lungimi de unda: 300-1300nm, domeniu de energie: pana la 100mJ/puls (functie de lungimea de unda dorita), durata pulsului: 5-6ns, Producator: Quantel SA, Franta.

 

2. Spectrometru de masă model HPR60 cu EQP 1000  pentru analiza de particule încărcate sau neutre (producator Hiden Analytical, UK)

Persoana de contact: Lect. Dr. Ioana Rusu, Lab. Fizica Plasmei, tel. 0232 201187, e-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Caracteristici generale: Sistem HPR-60 240 l/sec pentru prelevare la presiuni de pana la 100mbar, modul intermediar HPR-60 pentru prelevare fascicul molecular pana la presiunea atmosferica, Sistem EQP 1000 cu detecţia ionilor pozitivi si negativi, si mase pana la 2500 uam, opţiune pentru energii in domeniul 0 +/- 1000eV.

 

Componenta de fizica atmosferei (noi senzori de monitorizarea a poluanţilor gazoşi)

Persoană de contact: Dr. Liviu Leontie; tel. 0232201168; e-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , camera 171 (antecamera Laboratorului de Analiză Structurală);

 

3. Detector de gaze portabil - Detector de gaze X-am 500 Dräger

Caracteristici generale: Măsoară concentrațiile de: gaze inflamabile (0−100% LEL), O2 (0−30,0%), H2S (0−100 ppm), CO (0−500 ppm), SO2 (0−20,0 ppm), NO (0−250 ppm), NO2 (0−20,0 ppm), Cl2 (0−10,0 ppm), HCN (0−100 ppm), NH3 (0−50 ppm), PH3 (0−5,0 ppm)

 

4. Incintă pentru gaze şi anexe de control

Caracteristici generale: Sistem compus din 2 incinte cu atmosferă controlată, dotate cu accesorii şi anexe.

  • Cuptor tubular cu atmosferă controlată, cu încălzire indirectă, cu nacele de transport pentru probe din material ceramic

-          Butelii gaze (aer pur, CO2, CO, O2, Ar, NO2);

-          Nişă chimică.

  • Cuptor cu atmosferă controlată cu incintă paralelipipedică

 

5. Staţie meteo (automată, fixă), model Wheater Hawk GSM-240

Caracteristici generale: Instrumentul este dotat cu:  înregistrator de date, anemometru, giruetă,  pluviometru, senzori externi pentru temperatură şi  umiditate aer, senzor radiaţie solară, senzor de presiune atmosferică.

Staţia este controlată printr-un software specializat care înregistreză, respectiv calculează toate datele meteo legate de temperatură, umiditate relativă, presiunea atmosferică, vânt (direcţie şi viteză), precipitaţii, evapotranspiraţia solului, radiaţie solară.

Umiditate: 0-100 %RH (eroaree de  ±5 % de la 90 la 100% RH şi  ±3 % de la 10 la 95% RH).

Temperatură: -40-+50 °C (eroare de ±0,5 °C).

Precipitaţii: 0-500 mm/h (rezoluţia de 1 mm).

Presiunea atmosferică: 15-115 KPa (eroare sub ±1,5%)..

Direcţia vântului într-un interval de: 0-360 o  mecanic, 0-352 o electric (cu o liniaritate de 1% şi o sensibilitate de 1m/s).

Viteza vântului, cu un prag de  0,78 m/s.

Radiaţia solară  în intervalul  0-2 kW/m2 (cu o eroare de ±2,5 %), în intervalul spectral cuprins între 300 nm şi 1100 nm.

 

6. Termohigrometru

Caracteristici generale: Temperatura: -28-60 oC (eroarea: ±1 oC).

Umiditatea relativă: 10-95 % (eroarea: ±3 %).

Calculează punctul de rouă, temperatura termometrului umed.

Accesorii pentru funcţionare şi racordare la PC.

 

7. Analizor de impedanţă (AGILENT) cu accesorii

Caracteristici generale: Alcătuit din:

  • Analizor de impedanţă
  • Echipament pentru măsurarea rezistenţei materialelor semiconductoare şi izolatoare

Măsoară

|Z|-θ, R-X, Ls-Rs, Ls-Q, Cs-Rs, Cs-Q, Cs-D, |Y|-θ, G-B, Lp-G,

Lp-Q, Cp-G, Cp-Q, Cp-D, Complex Z-Y, |Z|-Ls, |Z|-Cs, |Z|-Lp,

|Z|-Cp, |Z|-Rs, |Z|-Q, |Z|-D, Lp-Rp, Cp-Rp.

Gama de frecvenţe: 40 Hz-110 MHz (rezoluţia: 1 mHz).

Modulul impedanţei: 20 mΩ -20 MΩ.

Gama de măsurare a rezistenţelor: 1 KΩ -1000 TΩ.

 

8.  Sistem pentru analiză termică

Caracteristici generale: Sistem capabil de a efectua analiza termică simultană TGA-DSC/DTA pentru polimeri, ceramică, compozite, nanomateriale, aliaje şi metale, Model   STA F1 JUPITER (Netzsch-Germania)

Domeniul de temperatură: -150 -~+1000°C.

Rezoluţia TGA: 0,025 µg pe întreg domeniul de măsurare, de 5 g.

Rezoluţia DSC: 0,25 µW.

Viteza minimă de încălzire/răcire: 0,001 K/min.

Domeniul dinamic pentru  DSC/DTA: 5000 µV.

Senzor  TGA-DSC-cp.

 

9.  Multimetru

Caracteristici generale: Multimetru digital 7 ½ digit, multicanal cu 6 sloturi, cu display şi keypad frontale, inclusiv interfaţă Ethernet, USB și IEEE488

(KEITHLEY  System Switch/ Multimeter 3700 Series)

Tensiune cc : 0 – 300 V (precizie de bază: 0,02%; rezoluție: 10 nV).

Tensiune ca: 0 – 300 V (precizie de baza: 0,05%; rezolutie: 100 nV).

Curent cc: 0 – 3 A (precizie de bază: 0.3 %; rezoluție: 1 pA).

Curent ca: 0 – 3 A (precizie de bază: 0.3 %; rezoluție: 1 nA).

Rezistența 2 Fire / 4 Fire : 100 nΩ– 120 MΩ(rezoluție: 100 nΩ; precizie de bază: 0.04 %).

Frecvența: 3 – 500 KHz prercizie: 0,01 %).

Perioada: 2 μs – 330 ms.

Temperatura:

- liniarizare termocuple tip J, K, N, T, E, R, S, B

- RTD 4-Fire / 3-Fire: PT100, D100, F100, PT385, PT3916.

domeniu: -200 −  +630 0C

Termistor: 2,2 kΩ, 5 kΩ și 10 kΩ

domeniu: -80 − +150 0C.

 

10. Sursă de curent programabilă, Model KEITHLEY 6221

Caracteristici generale: Sursă programabilă de curent continuu şi alternativ pentru caracterizare în c.a. a componentelor şi a materialelor

Domenii: 2 nA − 100 mA.

Rezoluţie: 100 fA − 10 µA.

Include interfeţe Ethernet, IEEE-488, RS-232, Trigger Link şi I/O digitale.

 

11. Electrometru programabil de înaltă performanță, Model KEITHLEY 6517B

Caracteristici generale:

Rezistența: 2 MΩ − 200 TΩ (rezolutie: 10 Ω − 1 GΩ).

Intensitate curent : 20 pA − 20 mA (rezoluție: 100 aA − 100 nA).

Tensiune: 2 −  200 V (rezoluție: 10 µV − 1 mV).

Sarcina electrică: 2 nC − 2 µC (rezoluție: 10 fC − 10 pC).

Impedanța de intrare: >200TΩ în paralel cu 20pF.

Accesorii.

 

 

Cercetare:

 

 Laboratorul de studii fizico-chimce a atmosferei va fi constituit din trei componente specifice de lucru, după cum urmează:

  • componenta chimia atmosferei care va investiga comportamentul poluanţilor gazoşi specifici, în condiţii atmosferice specifice regiunii de Nord-Est (umiditate, temperatură, Nox, flux actinic)
  • componenta de utilizare a tehnologilor ecologice de distrugere a poluanţilor gazoşi specifici regiunii de Nord-Est.
  • componenta de fizica atmosferei care va testa noi instrumente cu aplicabilitate A®n industrie (noi senzori de monitorizarea a poluanţilor gazoşi)

 

Principalele teme de cercetare care se vor desfasura in cadrul acestui laborator sunt:

  • impactul compuşilor organici volatili (VOCS) asupra chimismului troposferic;
  • poluarea aerului şi estimarea impactului determinat de VOCS asupra speciilor oxidante din troposferă, ciclului azotului şi ulterior asupra climei.
  • studii asupra modificărilor induse de factorul antropic asupra puterii de oxidare a atmosferei, compoziţiei chimice a aerosolilorşi influenţa acestora asupra climei.
  • studii cinetice în fază gazoasă.
  • studierea poluanţilor utilizând metodologii noi de investigare, atât la nivel regional, cât şi naţional şi de elaborare de noi tehnologii ecologice de distrugere a acestora
  • desfăşurarea de experimentări asupra eficienţei distrugerii prin microdescărcări la presiune atmosferică a diverşilor produşi toxici (compuşi organicivolatili, NOx, SO2, etc.).
  • preparareaşi testarea caracteristicilor de senzori de gaz ale unor materiale semiconductoare (în particular semiconductori oxidici-SnO2, Bi2O3, TiO2), metale, aliaje şi compusi metalici, organice (diferite clase, compusi cu masa moleculara mică si polimeri), precum şi compozite în straturi subţiri, prin investigarea caracteristicilor electrice, optice, fotoelectrice, de fotoluminescenţă, structurale în funcţie de concentraţia de agent poluant
  • obţinerea unor structuri funcţionale de senzori de gaze poluante cu straturi subţiri (semiconductoare, metalice, compozite).