利用先进纳米探测技术对纳米气泡特性的研究

发布时间：2025-01-19 11:37

　　纳米气泡的研究在近十年来发展非常迅速,已经成为界面科学领域的研究热点。纳米气泡在环境、生物、医学和保健等领域的重要应用不断凸现,如高效、无污染的水处理,促进动植物生长和富氢水的抗炎和抗氧化能力等。纳米气泡的基础研究将对其未来在更多领域和方向的应用有着重要的指导意义。实际上,纳米气泡本身还存在着一些重要的科学问题。首先,对界面纳米气泡稳定机制的解释虽然提出了很多理论,但还存在着很多争议。另外,关于体相纳米气泡是否存在以及基本性质的研究较少。但体相纳米气泡的应用价值比界面纳米气泡更高。除此之外,由于测量技术手段上的限制,关于纳米气泡内部化学信息的研究也相对匮乏,但这些信息是理解和解释界面纳米气泡和体相纳米气泡稳定性的最有力的数据。基于以上问题,本论文使用新型原子力显微镜技术结合Force Volume模式提出了一种区分纳米气泡和有机物液滴的简单方法,利用先进的同步辐射技术-软X射线谱学显微技术(STXM)和硬X射线微聚焦荧光成像和吸收技术,结合纳米颗粒跟踪分析等技术首次对纳米气泡的界面行为和内部化学信息,以及纳米气泡的内部密度等性质进行了深入研究。根据研究内容,本论文可以分成如下几个部分。首...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1：Vincent等人描绘的纳米气泡领域的山水分布图

图1.1：Vincent等人描绘的纳米气泡领域的山水分布图[4]。这幅图展示了纳米气泡研究方向的很多学者对于该领域的巨大贡献以及界面纳米气泡领域和体相纳米气泡领域的分离历史。Figure1.1:Asketchofthelandscapeofnanobubble....

图1.2：液体环境中不同种类的气体富集形式

气泡在生活中随处可见，其一般是指液体或固体中被气体充满的空穴，本文主要讨论液体中的气泡。根据尺寸的大小量级，可以大体将气泡分成宏观气泡微米气泡和纳米气泡三种。根据气泡所处的环境状态，又可以将气泡分成界面米气泡和体相纳米气泡[4]。固液界面纳米气泡是指吸附在固液两相界面，尺寸小在纳....

图1.3：利用EP理论计算饱和氮气溶液中一个初始半径为1000纳米的氮气纳米气泡随时间消失的速率

在液体环境中的球形气泡，其受到液体的附加压力可以用拉普拉laceequation）ΔP=2γ/R来表征。其中ΔP是气泡内外压强差，γ是的表面张力，R是气泡的曲率半径。由公式可以看出，气泡受到的的半径成反比。由于气泡内部受到的压力越大，气泡内部的气体越水溶液中，所以小气....

图1.6：界面纳米气泡的横截面几何图像

第1章绪论5:EarliestAFMimagesofsurfacenanobubblesformedonmica,OTShydrophobicglasssurface,respectively.显微镜给出的实验图像显示：界面纳米气泡的形状类似于其纵....

本文编号：4028924