Nanobubble应用和表征纳米粒子跟踪分析

介绍

一代、测量和应用技术的所谓nanobubbles或超细泡沫,直径从几十到几百纳米,是近年来急剧发展。nanobubbles的独特性质使得他们有吸引力的应用,如设施清洁、食品消毒和水处理,以及可能性在消毒等领域食品,制药,净化和制造功能材料。细泡沫行业协会进行的初步的市场调查显示细泡沫的大小业务已经从2010年的2000万美元增加到2020年的43亿美元。

纳米粒子跟踪分析(NTA)技术是特别善于发现和分析(大小、粒度分布、浓度)的浓度相对较低,结构极其体积小(相对于“传统”泡沫)。NTA nanobubbles特征提供了一个独特的能力通过直接观察纳米粒子悬浮与高分辨率(10 - 2000 nm),实时,用最小的样品制备。NanoSight模型从莫尔文仪器开创了这种技术,继续成为该行业的主要选择。

表面的存在nanobubbles调查后变得相当完善的组。在早些时候怀疑其实际存在,确认解决方案及其表征的散装nanobubbles最近见过更多的出版物。

Kaneo千叶)高桥表明,电解质的存在和使用正确的物理刺激,稳定nanobubbles可以从传统的微气泡形成[1]。后者倾向于合并大浮力泡沫漂走或强烈的表面tension-derived压力下崩溃,他们消失,所预测的理论。然而,添加盐(电解质)被认为是导致形成抗衡离子屏幕在nanobubbles有效块内气体扩散的能力(图1)。

图1所示。nanobubbles的形成。

描述Nanobubble生产

当测量没有稀释,是很常见的看到nanobubble浓度测量的最佳浓度范围的莫尔文的NanoSight NTA仪器。这种相对较低的浓度意味着等传统的大小分析技术动态光散射(DLS)可能没有足够的信号做出可靠的尺寸测量。

下面的示例显示了一个nanobubble样本后循环通过发电机一段时间。这是比开始的生产水”和正常的自来水。所有样品显示出一些粒子出席,但样本的水平循环通过nanobubble发生器显示总粒子浓度大约5倍的其他样品测试。

图2。氮川三乙酸比较结果对水再循环通过nanobubble发生器自来水和生产水和一个图像从NTA分析。

由电解Nanobubble形成

朱等[2]研究了水溶液的功效包含nanobubbles模型污染物的去除,牛血清白蛋白和Lyzosome,从表面和预防污染的蛋白质相同。前进行清洗实验中,他们使用了NanoSight NS300确认nanobubbles通过电解的形成在不同的解决方案:

解决方案	描述	浓度 (x 106粒子/毫升)
ec-H2子啊450海里	与2.1毫米氯化钠电解铝纯净水,450纳米过滤	750±50
氯化钠(aq)子450海里	与2.1毫米氯化钠纯净水,450纳米过滤	28±2
H2子啊450海里	纯化水,450纳米过滤	3±1
ec-H2子20 nm阿	电解铝纯化 水与2.1毫米氯化钠,20纳米过滤	3±1

图3。柱状图显示不同的粒径分布和浓度的样品准备获得使用NanoSight NS300。

结束,nanobubbles后最好在电解铝水形成2.1毫米氯化钠和通过一个450纳米过滤器,他们进一步NanoSight用来确定这些粒子的稳定时间:

图4。(一)意味着ec-H气泡大小分布₂子啊450纳米测量使用NTA超过10小时。(b)直方图显示粒子浓度测量使用“ec-H NanoSight样本₂子啊450 nm / 5天。

长期稳定的氢nanobubble-gasoline混合

Seung胡恩哦等人测量氢的长期稳定nanobubbles (HNB)汽油[3]。他们正在调查引入氢提高发动机效率和排放性能。生成的HNB-gasoline nanobubble生成器通过气液分散混合。一旦nanobubbles形成,他们测量了稳定与NanoSight 121天的恒温25 c .初步形成后,大小和浓度是159±32 nm和11.3±2.8 x10⁸分别粒子/毫升。他们看到小变化但没有明显的趋势在大小和浓度后121天。

图5。大小分布的氢nanobubbles与时间。

图6。(一)平均直径和(b)氢nanobubbles浓度与时间

引用

[1]高桥,M。,“电动电势的微气泡水解决方案:电气性能的气水界面。”期刊。化学。B 109 21858 - 64 (2005)

[2]朱,J。,等。“与散装Nanobubbles清洗。”Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids (2016).

[3]哦,Seung胡恩,荣格冈汉,Jong-Min金姆。“长期稳定的氢nanobubble燃料。”Fuel 158 (2015): 399-404.a