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臭氧納米氣泡如何測呢?計測法?

閱讀:146發布時間:2023-4-13

臭氧納米氣泡如何測呢?計測法?
納米氣泡作為實用技術的應用,其計測、評估法乃成重要之課題。因納米氣泡波長比光波長更短,故無法用光學的方法進行測定。加之存在于水中,電子顯微鏡也基本無用。雖研究過用凍結后來觀察之方法,然而凍結后各種影響難以回避。
圖11-19是用原子力顯微鏡觀察到的臭氧納米氣泡。原子顯微鏡在掃描電子管走氣中可觀察納米級水平的基盤物質。本次測定則在帶正電的基盤上觀察附著其表面上的帶負電的納米氣泡。可確認是10nm~30nm大小的圓球狀物質。目前對其他納米氣泡尚無法計測,可能因為氧等的納米氣泡的電解質殼過于脆弱,用氣體一碰即崩碎了。
臭氧納米氣泡在原子力顯微鏡中的圖像
圖2圖左是自來水作基盤的空氣納米氣泡之顯微鏡圖像。納米氣泡不可能從光學上觀察到,但從橫向激光照射時,如碰到即使是納米級粒子也會產生漫反射,從而可觀察其光點。微細粒子受水分子的影響會作布朗運動,其因粒子大小其狀態也各異,以此解析各粒子的布朗運動也可求出其粒徑分布。例中小于100nm范圍內也得到過峰值,但以此方法還難以識別納米氣泡和納米級的固體粒子。由此保存使用參考數據資料是較簡單的計測法,實屬無奈之舉。

圖2左空氣納米氣泡的顯微鏡照法 圖2右二氧化碳納米氣泡的ESR頻譜
利用納米氣泡的基本特性的評估法研究得到了進展。圖2右圖是用電子目旋共振法(ESR)測定二氧化碳納米氣泡的頻譜。應用自旋捕集劑的DMPO得到了DMPO.OH之頻譜。海水中二氧化碳納米氣泡對稚貝有麻痹作用,故在海水取水管路中可應用于防止貝類附著,還知峰值高度與麻痹效果相關。ESR是測定自由基的裝置,自由基乃活性種之一個,能級很高。在含納米氣泡的水中加入自旋捕集劑后會使納米氣泡受影響而不穩定,于水中消失,此時聚積在氣泡周圍的離子類散開。產生的部分能量會分解水分子等從而產生自由基。此現姿在微細氣泡的研究中已被證明。利用這個效果可進一步開發臭氧新的高級氧化技術,以應用至排水處理及半導體的洗凈等方面。



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