Исследование свойств аэрозольных наночастиц, получаемых методами газоразрядного синтеза и распыления растворов

• Автор: Ефимов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Долгопрудный
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ СВОЙСТВ И ПОВЕДЕНИЯ АЭРОЗОЛЬНЫХ НАНОЧАСТИЦ

1.1. Классификация аэрозолей

1.1.1. По степени дисперсности

1.1.2. По способу образования

1.2. Роль аэрозолей в технологических процессах и окружающей среде.

1.3. Способы получения наноразмерных аэрозолей

1.3.1. Конденсационные способы

1.3.2. Дисперсионный способ

1.4. Особенности физических свойств аэрозольных наночастиц

1.4.1. Распределение частиц по размерам
1.4.2. Броуновское движение и диффузия
1.4.3. Явления испарения и конденсации
1.4.4. Коагуляция аэрозолей
1.4.5. Электризация аэрозолей
1.5. Поведение и фильтрация наноразмерных аэрозолей
1.5.1. Механизмы улавливания аэрозольных частиц
1.5.2. Коэффициенты фильтрующего действия различных материалов
1.6. Выводы к главе
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ И МЕТОДЫ
ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Получение потоков аэрозольных наночастиц с применением управляемого импульсного газового разряда
2.2. Получение потоков аэрозольных наночастиц распылением коллоидных растворов
2.3. Характеризация аэрозольных наночастиц в газовом потоке

2.4. Характеризация аэрозольных наночастиц, осаждаемых на подложки
2.5. Выводы к главе
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ АЭРОЗОЛЬНЫХ НАНОЧАСТИЦ,
ПОЛУЧАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГАЗОРАЗРЯДНОЮ СИНТЕЗА
3.1. Влияние режимов работы многозазорного импульсного газоразрядного генератора на характеристики наночастиц
3.2. Влияние материала электродов многозазорного импульсного газоразрядного генератора на характеристики наночастиц
3.3. Выводы к главе
ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ АЭРОЗОЛЬНЫХ НАНОЧАСТИЦ,
ПОЛУЧАЕМЫХ РАСПЫЛЕНИЕМ РАСТВОРОВ
4.1. Получение аэрозольных нанокапель органической жидкости
4.2. Получение и свойства аэрозольных наночастиц оксидов (8Ю2, А1203, ТЮ2 и ZnO)
4.2.1. Применение осушения для получения аэрозольных наночастиц
4.2.2. Сравнение размерных характеристик аэрозольных наночастиц группы оксидов (ЬЮг, А12Оэ, ТЮ2 и ZnO)
4.2.3. Сравнение зарядовых состояний аэрозольных наночастиц группы оксидов (8Ю2, А1203, ТЮ2 и 2пО)
4.2.4. Влияние pH исходного коллоидного раствора на характеристики аэрозолей
4.3. Получение и свойства аэрозольных наночастиц БСА
4.4. Выводы к главе
ГЛАВА 5. ПОВЕДЕНИЕ АЭРОЗОЛЬНЫХ НАНОЧАСТИЦ В
ЭЛЕКТРЕТНЫХ ФИЛЬТРАХ
5.1. Способы получения и характеристики аэрозолей
5.2. Стенд для испытаний электретных фильтрующих материалов
5.3. Измерительное оборудование и определяемые параметры

5.4. Результаты экспериментов по определению эффективности
фильтрации
5.4.1. Влияние природы частиц
5.4.2. Влияние напряжения коронного разряда
5.4.3. Влияние объемной плотности волокон
5.5. Выводы к главе
ГЛАВА 6. ПОЛУЧЕНИЕ ПОТОКОВ МОНОДИСПЕРСНЫХ
АЭРОЗОЛЕЙ
6.1. Создание потока монодисперсного аэрозоля
6.2. Электростатическое осаждение наночастиц на плоскую кремниевую
подложку
6.3. Использование наночастиц, осажденных на кремниевую подложку,
для определения радиуса острия зонда ACM
6.4. Выводы к главе
Заключение
Список сокращений и условных обозначений:
Практическая значимость
Список литературы

концентрации частиц. При этом размер частиц аэрозоля возрастает как прямое следствие уменьшения числовой концентрации из-за коагуляции. При отсутствии потерь, масса твердых частиц в замкнутом аэрозоле будет оставаться постоянной, поэтому масса в единице объема (массовая концентрация ст) также остается неизменной в течение коагуляции. Для жидких частиц:
С,„=^^РР4 = М(0^РРШ) (1.13)

d(0 _ N0 (1.14)
d0 |_jv(oJ ’
где d0 является начальным размером частиц и d(t) размер частиц в момент
времени t. Размер частиц увеличивается как обратный кубический корень из
числовой концентрации, которая меняется с течением времени в соответствии с (1.11).
Для простых монодисперсных аэрозолей размер частиц при коагуляции увеличивается со временем как:
d(t) = d0{ + N0K0ty’ (1.15)
данные соотношения приблизительно верны и для твёрдых частиц.
Для аэрозолей полидисперсных частиц ситуация становится более сложной. При этом необходимо учитывать коагуляцию данной частицы с частицами любого другого размера, в процессе коагуляции распределение по размерам и доля частиц определённого размера меняются со временем. Известно несколько аналитических решений для определения коэффициента коагуляции аэрозольных частиц, имеющих логнормальное распределение по размерам [91, 92]. Из этих решений следует, если распределение частиц по размерам является достаточно широким (GSD> 1,5), коагуляция сделает его со временем узким. Это сужение является результатом ускоренной коагуляцией мельчайших частиц по сравнению с крупными и приводит к существенному сокращению числа мелких частиц и