Construção e avaliação de célula de fluxo para estudo da tensão interfacial dinâmica da interface fluxo líquido - sólido por despolarização da fluorescência

Abstract

Recebido em 8/1/04; aceito em 3/9/04; publicado na web em 17/2/05 DEVELOPMENT OF A FLOW CELL TO STUDY DYNAMIC INTERFACIAL TENSION OF SOLID-LIQUID FLOW BY FLUORESCENCE DEPOLARIZATION. A simple low-cost flow cell was developed, built and optimized in order to observe dynamic interfacial tension of continuous flow systems. Distinct materials can be used in one of the cell walls in order to observe the intermolecular forces between the flowing liquid and the chemical constitution of the walls. The fluorescence depolarization was evaluated using Rhodamine B as fluorescent probe seeded in ethylene glycol. The effects of the positioning angles on the data acquired across the cell are reported. The reproducibility of the data was evaluated with a spectrometer assembled in-house and the relative standard deviation was below 3%.Keywords: flow cell; fluorescence polarization; multivariate analysis. INTRODUÇÃOCélulas espectrofotométricas para determinações em fluxo são de grande importância pois podem servir para estudar processos que ocorrem em sistemas biológicos, dutos industriais e sistemas quími-cos de bancada. Porém, os efeitos devidos à interface 1 não têm sido levados em conta. Tal situação é de extrema importância em sistemas reativos. Por exemplo, a velocidade de uma reação heterogênea é função, dentre diversos parâmetros, da orientação em que as colisões entre as moléculas ocorrem nas interfaces 2 . Além disso, a análi-se em fluxo pode monitorar tanto reações por meio do acompanhamento das concentrações de produtos e reagentes (energias da ordem de 50 Kcal mol -1 ) como também interações em interfaces através da orientação intermolecular (energias de até ≈ 2 Kcal mol -1 ) 3,4 .Despolarização fluorescente é uma técnica bem estabelecida que usa a polarização da fluorescência induzida por laser (PLF) para observar alinhamento intermolecular 5 . Foi recentemente demonstrado que é sensível à tensão interfacial dinâmica ao monitorar fluxos líquidos em jatos laminares 6,7 , filmes finos 8-11 e em células de fluxo 12,13 .Usualmente, para medidas espectrofotométricas, têm sido empregadas células comerciais nas faixas de ultravioleta a infravermelho, que utilizam cubetas de fluxo contínuo retangulares com entrada e saída do fluido na mesma face da célula e construídas em vidro, quartzo ou plástico 14 . Existem também células especialmente construídas [15][16][17] que, pela sua geometria, podem gerar turbulência no fluxo ou na região de amostragem, o que as torna inadequadas para as medidas de PLF e, além disso, tais células não permitem a diversificação de materiais em sua construção. Diversos modelos de células de fluxo foram patenteados nos últimos anos [18][19][20] , porém tais modelos têm como objetivo a medida da luz emitida ou absorvida pela amostra sem levar em conta sua polarização. Além disto, como as células anteriormente descritas, estas células são constituídas de apenas um tipo de material o que inviabiliza sua utilização para a obtenção de informações em função da constituição química da interface líquido-sól...

Polymeric Surfaces for Heavy Oil Pipelines To Inhibit Wax Deposition: PP, EVA28, and HDPE

“…Flow Cell. An in-house developed cell (Figure A) was used in order to emphasize the boundary layer where the interaction between the wall and the liquid flow is stronger.

3 (A) Scheme of the flow cell for PLF-FI.

…”

“…The experimental setup for PLF-FI was described before. , Briefly, a Coherent Inova60 argon laser (Figure B) at multimode, multiline, and 100 mW is reflected by two mirrors (M) through a biconvex borosilicate lens (L1) of 400-mm focal length that focus the laser into the sample (FI) on a 0.02-mm 2 diameter spot. To monitor the laser intensity fluctuations in real time, 10% of the laser beam was diverted by a beam splitter (BS) onto a BPW-21 RS-Electronics photodiode (PD1) with 7.5-mm 2 active area, operating as a current-to-voltage converter with seven optional sensibility ranges.…”

Selective Inhibition of Paraffin Deposition under High Flow Rate as a Function of the Crude Oil Paraffin Type and Content by Fluorescence Depolarization: Polypropylene and High-Density Polyethylene

“…The experimental setup for PLF-FI has been described before. , Briefly, a Coherent Inova60 argon laser (Figure , bottom) in multimode, multiline, and 100 mW is reflected by two mirrors (M1 and M2) through a biconvex borosilicate lens (L1) of 400 mm focal length that focuses the laser to a 0.02 mm 2 diameter spot on the sample (FI). To monitor the laser intensity fluctuations in real time, 10% of the laser beam was diverted by a beam splitter (BS) onto a BPW-21 RS-Electronics photodiode (PD1) with a 7.5 mm 2 active area, operating as a current to voltage converter with seven optional sensitivity ranges.…”