[發(fā)明專(zhuān)利]水溫差法制備納米氣泡的方法和裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010133183.6
• 申請(qǐng)日: 2010-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101804309A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董亞明;郭文;管旻;高蓮花;孫潔林;胡鈞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01F3/04
• 分類(lèi)號(hào): B01F3/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 楊杰民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米技術(shù)，具體地說(shuō)是一種利用水溫差法制備納米 氣泡的方法和裝置。

技術(shù)背景

1984年，Israelachvili?et?al在測(cè)量水中兩憎水表面間的相 互作用力時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在一種很強(qiáng)的遠(yuǎn)程引力，引力范圍超出100nm， 用范德華力和表面雙電層力的DLV0理論不能合理解釋。1994年 Parker?et?al提出這種遠(yuǎn)程力是由于相互吸引表面之間有納米氣泡 存在造成的。近十年來(lái)，納米氣泡的研究方法涉及原子力顯微鏡 (AFM)直接成像、中子散射測(cè)定、表面等離子體共振測(cè)定、紅外光 譜測(cè)定等。2000年至2001年首批固液界面納米氣泡的AFM圖像公 開(kāi)發(fā)表，上海交通大學(xué)發(fā)展了醇水替換在云母和石墨表面穩(wěn)定形成 氣泡的方法。納米氣泡的存在影響很多基本的物化作用，包括液膜 在表面的穩(wěn)定性、膠體的聚集與分散、乳液的穩(wěn)定性以及表面上的 瞬時(shí)微沸行為(microboiling?behavior)等等；同時(shí)納米氣泡的存 在對(duì)于生物學(xué)領(lǐng)域也具有重大意義。因而研究制備納米氣泡的方法 成為目前科學(xué)領(lǐng)域以及制造業(yè)的一個(gè)重要任務(wù)。

現(xiàn)有技術(shù)制備納米氣泡的方法有醇水替換法、曝氣法、電場(chǎng)法、 微波法、超聲法等。這些方法存在著制備裝置復(fù)雜、操作煩瑣、氣 泡的大小和數(shù)量難以控制的缺點(diǎn)。因此發(fā)明一種制備裝置簡(jiǎn)單、制 備操作容易、重復(fù)性好、氣泡大小和數(shù)量可以方便調(diào)節(jié)的利用水溫 差法制備納米氣泡的方法和裝置是十分重要的。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種制備裝置簡(jiǎn)單、制備操作容易、重復(fù) 性好、氣泡大小和數(shù)量可以方便調(diào)節(jié)的利用水溫差法制備納米氣泡 的方法；

本發(fā)明的另一目的是提供該利用水溫差法制備納米氣泡的裝 置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種水溫差法制備納米氣泡的方法如下：將潛水泵置于水槽中； 將與水槽內(nèi)水不同溫度的水，從水槽的上部引入潛水泵出口管；開(kāi) 啟潛水泵，在潛水泵出口水流的作用下溫差水不斷被吸入并混合， 而后由出水口射出；低溫水中的氣體溢出并在水流的沖擊下生成納 米氣泡，在納米氣泡收集器的底部收集納米氣泡。

一種水溫差法制備納米氣泡的裝置，由水槽、水槽加水管、水 槽溢流管組成，水槽的中部置有潛水泵，潛水泵的下部設(shè)有潛水泵 出水管，潛水泵出水管與設(shè)在水槽下部的納米氣泡收集器相連通； 水槽的上部設(shè)有溫差水入口管，溫差水入口管與潛水泵出水管相連 通。

水槽加水管在水槽的管口位置高于水槽溢流管的管口位置。

本發(fā)明的原理是水在低溫情況下溶解氣體含量高，而隨著溫度 的升高溶解氣體的含量越來(lái)越低。因此當(dāng)兩種不同溫度的水混合時(shí)， 低溫水中的溶解氣體會(huì)釋放出來(lái)，匯集并生成納米氣泡。溫差越大， 釋放的氣體就越多，生成的納米氣泡也越多；同時(shí)還會(huì)增大氣泡的 直徑。水的流速可以用來(lái)調(diào)節(jié)氣泡的直徑，流速越高氣泡的直徑就 會(huì)越小；兩種溫差水的混合比例不同，釋放氣泡的量也不同。納米 氣泡的大小和數(shù)量可以通過(guò)水溫、潛水泵出口水流速、兩種溫差水 的混合比例來(lái)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明方法的要點(diǎn)是：

將潛水泵置于水槽中，具有溫度差的水從溫差水入口引入至潛 水泵水出口管，然后開(kāi)啟潛水泵。在水流的作用下溫差水不斷被吸 入并混合，而后由出水口射出。由于溫差的作用，低溫水中的氣體 溢出并在水流的沖擊下生成納米氣泡。由于納米氣泡是下沉的，可 在納米氣泡收集管的底部收集。

本發(fā)明裝置的要點(diǎn)是：

潛水泵置于水槽的中部，潛水泵下部的潛水泵出水管與設(shè)在水 槽下部的納米氣泡收集器相連通；溫差水入口管設(shè)在水槽的上部， 與潛水泵出水管相連通。

本發(fā)明利用冷熱水混合時(shí)，低溫水有氣體放出，生成納米氣泡 的現(xiàn)象，發(fā)明了水溫差法制備納米氣泡的方法和裝置。本發(fā)明和現(xiàn) 有制備納米氣泡的技術(shù)相比，具有裝置簡(jiǎn)單、操作方便、氣泡大小 和數(shù)量可以方便調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，具有明顯的新穎性和創(chuàng)造性；同時(shí)由 于使用本裝置生產(chǎn)納米氣泡重復(fù)性好，因而具有實(shí)用性。本發(fā)明與 現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的技術(shù)進(jìn)步。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1、制備納米氣泡裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單；

2、操作容易，重復(fù)性好；

3、納米氣泡的大小和數(shù)量調(diào)節(jié)方便。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明水溫差法制備納米氣泡的裝置結(jié)構(gòu)圖。