Online-Charakterisierung organischer Verbindungen aus luftgetragenen Partikeln unter Einsatz der laserbasierten resonanzverstärkten Multiphotonenionisation (REMPI) und VUV-Einphotonenionisation (SPI) in einem Flugzeitmassenspektrometer

• Applicant: Professor Dr. Ralf Zimmermann
• Subject Area: Analytical Chemistry
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5425950

Anthropogene Feinpartikel (z. B. Dieselruß) im Umweltaerosol haben negative Auswirkung auf die menschliche Gesundheit. Eine Ursache für diese Gesundheitseffekte liegt in der organischchemischen Fraktion des Aerosols, in der z. B. kanzerogene Stoffe wie die polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) enthalten sind. Online-analytische Verfahren zur Charakterisierung dieser Verbindungen sind von großer Bedeutung zur Erforschung dynamischer Prozesse der Bildung und Alterung, aber auch der technischen Emissionsminderung von Aerosolpartikeln im Mikrometer- bis Nanometergrößenbereich. Neue Verfahren auf Basis der Aerosolmassenspektrometrie erlauben es seit kurzem, einzelne Aerosolpartikel direkt sowohl bezüglich ihrer Größe als auch ihrer chemischen Zusammensetzung online zu charakterisieren. Dabei können bisher die anorganischen Hauptbestandteile wie Salze (z. B. Ammoniumsulfat, Kaliumchlorid), mineralische Komponenten (z. B. Calciumoxid) oder elementarer Kohlenstoff (Ruß), nicht jedoch relevante organische Verbindungen erfasst werden. Durch die Einführung spezieller Laserionisationstechniken könnte jedoch prinzipiell eine online-Analytik dieser organischen Verbindungen realisiert werden. Im Rahmen des Vorhabens werden diese Laserionisationstechniken, die auf einer Photoionisation organischer Moleküle durch Absorption von einem oder mehreren VUV- bzw. UV-Laserphotonen beruhen, mit einem thermischen oder laserinduzierten Desorptionsverfahren gekoppelt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung, Erprobung und erste Anwendung eines Aerosol-Lasermassenspektrometers zur online-Analytik organischer Verbindungen wie z. B. von Alkanen, Säuren, Sauerstoffverbindungen und PAK auf Einzelpartikel- bzw. Größenfraktionsbasis.

• DFG Programme: Research Grants