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Laser-Massenspektrometrie für den simultanen Nachweis von Molekülen, Radikalen, Rußvorläuferteilchen und Rußprimärteilchen. Die Methode dient der Aufklärung von Reaktionspfaden der Rußbildung und zur Messung von Schadstoffen in technischen Abgassystemen

Mobiles Laser-Massenspektrometer im Einsatz zur Abgasmessung an einem Motorroller

In der Gruppe werden eine eher grundlegende und eine eher angewandte Fragestellung bearbeitet.

1. Aufklärung von Mechanismen der Rußbildung,
2. Analyse von Schadstoffen in Automobilabgas.

Hinsichtlich der ersten Frage konnten wir zeigen, dass die Rußbildung über zwei völlig verschiedene Typen von Vorläuferpartikeln erfolgt. Einer dieser Typen besteht aus geschichteten perikondensierten Aromaten, die sich durch eine minimale Zahl an Randplätzen auszeichnen. Der Aufbau des anderen ist Gegenstand laufender Forschungsarbeiten.
Bei den Arbeiten zum Autoabgas geht es um die Fragen, wie dieses durch Kraftstoff-Zusätze (insbesondre solche biogenen Ursprungs) beeinflusst wird oder wie die Reaktivität von Dieselruß von Betriebsparametern des Motors abhängt. Das ist wichtig für die Regeneration von Partikelfiltern.
Für die genannten Arbeiten haben sich Reflektron-Flugzeit-Massenspektrometer sehr bewährt, weil sie in Verbindung mit Photo-Ionisation eine Reihe von Vorteilen aufweisen:

• Großer Massenbereich von Atomen/Molekülen über Rußvorläuferteilchen bis hin zu jungem Ruß (ca. 1 Mio Masseneinheiten),
• hohe Auflösung,
• empfindlicher Nachweis von Aromaten und damit Teilselektivität für diese Spezies durch Mehrphotonen-Ionisation mit einem Festfrequenzlaser (ArF-Excimerlaser).