分會(huì)

第四十分會(huì)：膠體與界面化學(xué)

摘要

體相納米氣泡作為一種新興膠體體系，被廣泛應(yīng)用于廢水處理[1]、表面清潔[2]、泡沫浮選[3]等領(lǐng)域。而納米氣泡更令人驚奇的是其超常的穩(wěn)定性，可以在溶液中存在數(shù)月之久[4]。這些性質(zhì)與應(yīng)用和其特殊的界面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)緊密相關(guān)。然而，體相納米氣泡具有擴(kuò)散性和動(dòng)態(tài)性，且缺乏清晰的界面而難以與背景溶液分離，因此體相納米氣泡的界面性質(zhì)更加難以測(cè)量。 近年來(lái)，我們針對(duì)體相納米氣泡的界面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進(jìn)行了一系列的研究。溶劑弛豫核磁共振技術(shù)被首次應(yīng)用于確認(rèn)納米氣泡邊界層的存在及其厚度的定量測(cè)量[5]。邊界層中水的自旋-自旋弛豫時(shí)間（~101ms）比自由水（~103ms）低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，顯現(xiàn)出與本體水分子不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。邊界層定量模型的建立，為進(jìn)一步研究體相納米氣泡的界面特性和穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)。 體相納米氣泡具有極高的內(nèi)部壓力[6]和充斥著大量自由基的邊界層[7, 8]，為溶液中的氣體提供了溫和反應(yīng)的新途徑。通過(guò)調(diào)整納米氣泡的表面電荷控制氣泡間的碰撞，H2和O2以納米氣泡的形式實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)。首次使用等溫滴定量熱法測(cè)量到低溫燃燒時(shí)的熱量釋放，伴隨著納米氣泡的數(shù)量濃度和體積的急劇減小，印證了納米氣泡反應(yīng)的發(fā)生。這種新氣相反應(yīng)途徑極大地拓展了體相氣泡在化學(xué)合成、能量生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存等方面的應(yīng)用。 借助納米氣泡界面性質(zhì)的認(rèn)識(shí)并合理利用，對(duì)納米氣泡的尺寸與濃度進(jìn)行了有效調(diào)控，解決了目前存在的寬分散問(wèn)題[9]，對(duì)氣泡界面性質(zhì)有更深入的了解。

關(guān)鍵詞

體相納米氣泡;界面性質(zhì);邊界層;自由基;尺寸調(diào)控

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