Kutatócsoportunkban közel 30 éve folynak kutatások a nagy hőmérsékleten a közeg reaktív komponenseivel lejátszódó kémiai reakciók és a minta tisztán termikus bomlási folyamatainak a szétválasztására, külön-külön történő tanulmányozására. Kidolgoztam egy speciális háromréses égőt, amiben a minta egy külön kamrán keresztül a láng utózónájába lép be és ott atomizálódik. A reaktív gyököket nagy koncentrációban tartalmazó reakciózóna elkerülése révén a vegyületek termikus tulajdonságai érvényesülni tudnak az atomizációban. Megterveztem és megépítettem a kvarc lángkemence nevű speciális mérőrendszert, ahol a minta aeroszol az égő közepén lép ki, amit egy kvarcból készült függőleges cső vesz körül. A láng egy kör alakú résen, a kvarccsövön kívül ég. Ilyen módon a minta-részecskék nem érintkeznek a lángalkotó gyökökkel, a lángnak az atomizációs folyamatban csak fűtő szerepe van. Így a reaktív lángalkotó részecskék hatásától mentes, tisztán termikus átalakulási folyamatokat lehet követni. A kvarc lángkemencében vizsgált azonos koncentrációjú kadmium sók egymástól eltérő módon és mértékben atomizálódnak, szemben a hagyományos AAS módszerekkel, ahol a sók atomizációja között nem lehet különbséget tenni. Részt vettem egy új elven nyugvó, a spektrometria és a termikus elemzés eszközeit kombináló anyagvizsgáló módszer, a termospektrometria kidolgozásában és az ehhez kapcsolódó prototípus kemence megépítésében, optimálásában. A termospektrométer szabályozottan fűthető stacionárius kemencéjében kontrollált atmoszféra alatt térben és időben elkülönülve követhetőek a minta átalakulási folyamatai spektroszkópiai módszerekkel 200 mm-es magasság mentén. A termospektrométer lehetőséget biztosít az eddigi módszerekkel nehezen vizsgálható, illékony higany vegyületek termikus bomlásának, atomizációjának tanulmányozására. A higany sók már a termospektrométer legalsó, 0-3 mm észlelési magasságában egymástól eltérő módon és eltérő mértékben atomizálódnak. Az itt tapasztalt különbségek a vizsgált vegyületek termikus tulajdonságainak a következményei. A Hg(II)-formiát, -acetát, -propionát homológ sorba tartozó sók termikus stabilitásának sorrendje kis hőmérsékleteken megegyezik a homológ sorrenddel, 900 °C -on azonban a vegyületek atomizációja szempontjából a termikus különbségek már nem érvényesülnek. A K2[HgI2Br2] , Hg(CN)2 és Hg(SCN)2 pszeudohalogenidek közül minden vizsgált hőmérsékleten a higany-tiocianát atomizálódott a legnagyobb mértékben, ami a többiekétől eltérő atomizációs mechanizmusának köszönhető. A tiocianát feltételezhetően szulfidon keresztül atomizálódik, amely előnyös forma az atomképződés szempontjából. A kadmium sók 600 °C alatt inert körülmények között nem atomizálódnak mérhető mennyiségben, nagyobb hőmérsékleteken pedig a termospektrogramjaik maximumgörbét írnak le. A kadmium-perklorát atomizációja 700 °C-on indul meg robbanásszerűen, a hőmérséklet további emelésével az atomképződésnek mind a sebessége, mind a mértéke nő. Továbbá megállapítottam, hogy az öt vizsgált kadmium só (acetát, nitrát, klorid, perklorát, szulfát) két egymással versengő reakcióút szerint atomizálódik. 650-700 °C között az atomizáció elsősorban a kemence nagyobb magasságainál megy végbe, míg 800 °C -on szinte kizárólag az 50 mm-es magasságnál végbemenő mechanizmus a meghatározó.

The chemical reactions between sample particles and the reactive components of the high temperature media, moreover the pure thermal decomposition processes have been intensively studied in our research group in the last 30 years. A special three slot burner has been constructed where the sample aerosol leaves the burner through a separate chamber in its middle slot. As a result the sample avoids the direct contact with the reaction zone of the flame, by this way the thermal conversion processes occur in the reactive radical-lean burnout zone of the flame. Quartz flame furnace has been constructed where the sample aerosol leaves the burner through a middle hole which is surrounded by a perpendicular quartz tube. The flame burns on a round channel around the quartz tube. The flame in case of quartz flame furnace has only heating role, it does not get in contact with the sample. By this way pure decomposition processes free from the influence of reactive flame particles are followed. Cadmium salts in the same concentration atomize at diverse rate and extent in the quartz flame furnace, in contrast with the conventional AAS techniques, where no difference can be made between the atomization of the these salts. I have participated in the development of a material testing method that was given the name thermospectrometry. Thermospectrometry combines the tools of thermal analysis and spectrometry. In my doctoral work I have tested and optimized the prototype furnece. I Thermospectrometry conversion processes occurring separately in time and space can be studied with spectrometric methods in the stationary furnace of the thermospectrometer under controlled composition atmosphere along the 200 mm height of the furnace. The study of thermal decomposition and atomization of volatile mercury compounds is possible by thermospectrometer which experiments were unperformable with the previous methods Mercury salts atomize to divergent rate and extent in the thermospectrometer at the lowest, 0-3 mm observation height. The observed differences are directly connected to the thermal properties of the studied substances. The order of the three mercury salts (Hg(II) format, acetate, propionate) at low temperatures is the same as the order of homologue series, regarding thermal stability. At 900 °C, however, the differences in the thermal properties of substances do not contribute to the atomization. Mercury(II) thiocyanate atomized for the highest extent among the studied mercury pseudohalides (K2[HgI2Br2], Hg(CN)2, Hg(SCN)2) at each temperatures which is credited to its different decomposition atomization mechamism. The thiocyanate atomizes presumably through sulphide, which is a benefitial form for the liberation of mercury atoms. Cadmium salts under inert atmosphere do not produce ground-state free atoms in measurable quantity. At higher temperatures the atomic thermospectrograms can be described with a maximum-like curve.The atomization of cadmium(II) perchlorate sarts swiftly at 700 °C, and with increasing temperature the rate and the extent of atomization is increased, respectively.The five studied cadmium salts (acetate, nitrate, chloride, perchlorate, sulphate) are atomized in the thermospectrometer by following two competiting reaction courses. Between 650-700 °C the atomization takes place primarily at hihger regions of the furnace, while at 800 °C the machanism occuring at 50 mm height is exclusively dominant.