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气溶胶
发布时间:2013-07-23   点击次数:1176次

关键词:气溶胶 气溶胶发生器 单分散气溶胶

(aerosol):悬浮于气体介质中粒径一般为0.0001~100μm的固态或液态微小粒子形成的相对稳定的分散体系。
由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点,其大小为10-3cm~10-7cm,分散介质为气体。天空中的云、雾、尘埃,工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟,采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘,人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是的具体实例。

分类 至今尚未统一。比较合理的原则是照顾到分散相的特点和制备条件,目前常将分成三大类:①雾,指液体粒子的凝聚性和分散性;②尘,指固态粒子的分散性;③烟,指固态粒子的凝聚性。

制备方法 可分为分散法和凝聚法两大类。分散法是借助外力将固体或液体分裂成较小的部分,又分为固体的机械磨碎法和液体喷雾法,所得的分散程度往往不高。凝聚法是将分散相物质先分裂成单个分子的物质(即成气体或蒸气状的物质),然后再凝结成胶体大小的质点,因此包含过饱和蒸气的形成和过饱和蒸气的凝聚两个阶段。其关键是得到过饱和蒸气,这可以由蒸气冷却凝聚和化学反应来达到。对每一种物质来说,在一定的温度下,饱和蒸气的zui大浓度及其相应的饱和蒸气压,都是一定的,且随温度的降低而减小,因此当蒸气冷却时,过饱和蒸气在凝结中心(或称核心)产生凝聚,形成质点。凝结中心可以是尘粒,其他的大气核心、离子和极性分子等,但过饱和度相当高时,蒸气分子本身可凝结而无需核心,利用化学反应可产生蒸气压小的物质,达到过饱和就凝聚。通常所制得的质点一般都是多分散的,用发生器并控制反应条件可得到单分散的。

特性 由于的分散介质是气体,气体的粘度小,分散相与分散介质的密度差很大,质点相碰时极易粘结以及液体质点的挥发,使有其独特的规律性。质点有相当大的比表面和表面能,可以使一些在普通情况下相当缓慢的化学反应进行得非常迅速,甚至可以引起爆炸,如磨细的糖、淀粉和煤等。质点能发生光的散射,这是使天空成为蓝色,太阳落山时成为红色的原因。在动力性质方面,其布朗运动非常剧烈,当质点小时具有扩散性质;当质点大时,由于与介质的密度差大,沉降显著。因介质是气体,这些动力性质与气体分子自由路程有关。在电学性质方面,粒子没有扩散双电层存在,但可以带电,其电荷来源于与大气中气体离子的碰撞或与介质的摩擦,所带电荷量不等,且随时间变化;质点既可带正电也可带负电,说明其电性决定于外界条件。在稳定性方面,粒子没有溶胶粒子那样的溶剂化层和扩散双电层,相碰时即发生聚结,生成大液滴(雾)或聚集体(烟),此过程进展极其迅速,所以是极不稳定的胶体分散体系,但由于布朗运动的存在,也具有一定的相对稳定性。

应用 在工业、农业、国防和其他方面都已得到广泛的应用,如加快燃烧速率和充分利用燃料。喷雾干燥可提高产品质量,已广泛用于医药工业与洗衣粉的生产。农业上,农药的喷洒可提高药效、降低药品的消耗;利用进行人工降雨,可大大改善旱情。国防上,用来制造信号弹和遮蔽烟幕。

目前工业城市上空的烟雾和工厂、矿井中的烟尘对人体健康危害极大(如硅肺),还有破坏大自然的酸雨以及易引起爆炸的粉尘,都和有关。

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