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一、氣溶膠與單分散性定義
氣溶膠?是由固體或液體微粒懸浮在氣體介質中形成的多相分散體系,其微粒粒徑范圍通常為1 nm~100 μm。而單分散氣溶膠?特指氣溶膠中所有微粒的粒徑高度均一,這種特性使其在科學研究、工業檢測和醫療領域中具有不可替代的價值。
二、單分散氣溶膠發生器的核心目標
通過精密控制技術,生成粒徑分布極窄、濃度穩定的氣溶膠,滿足以下需求:
?科學研究:大氣污染模擬、氣溶膠光學特性分析、病毒傳播研究等;
?工業檢測:空氣過濾器效率測試、粒子計數器校準、半導體潔凈室認證;
?醫療應用:吸入式藥物遞送、肺部沉積模型驗證。
三、單分散氣溶膠生成原理與技術分類
?1. 振動孔板法
原理:
利用壓電陶瓷驅動微米級孔板高頻振動,將液體通過均勻孔洞擠出,形成連續液柱;
液柱在表面張力作用下斷裂為均一液滴,經干燥或揮發后得到固態單分散微粒。
關鍵技術:
?孔板設計:單孔或多孔陣列,孔間距需避免液滴融合;
?振動同步控制:液滴斷裂頻率與振動頻率嚴格匹配,確保粒徑一致性;
?干燥模塊:通過加熱或惰性氣體快速去除溶劑,防止液滴聚并。
特點:
粒徑范圍:0.5~50 μm,RSD≤3%;
適合生成固態微?;虻蛽]發性液體氣溶膠。
?2. 旋轉盤霧化法
原理:
液體通過離心力從高速旋轉的圓盤邊緣甩出,形成均勻液膜;
液膜在盤邊緣破碎為微小液滴,粒徑由轉速和液體表面張力共同決定。
關鍵技術:
?轉速穩定性:采用無刷電機,轉速波動<0.1%;
?邊緣鋸齒結構:在盤邊緣刻蝕微槽,控制液膜斷裂位置,提升單分散性。
特點:
粒徑范圍:1~100 μm,RSD≤5%;
適合生成高濃度液體氣溶膠。
?3. 冷凝生長法
原理:
將揮發性物質蒸氣與載氣混合后快速冷卻,蒸氣在凝結核表面凝結生長;
通過控制冷凝溫度梯度和停留時間,使所有粒子同步生長至相同粒徑。
關鍵技術:
?凝結核預生成:采用電噴霧或擴散法生成均一納米級種子;
?飽和-冷凝腔設計:多級溫控實現蒸氣過飽和度的精確調控。
特點:
粒徑范圍:50 nm~2 μm,RSD≤2%;
適合生成超細顆粒,常用于PM2.5模擬或病毒載體研究。
四、單分散氣溶膠發生器工作流程
?液體擠出:溶液在恒定壓力下通過微孔形成連續液柱;
?液滴斷裂:壓電振動使液柱斷裂為均一液滴;
?溶劑揮發:液滴在干燥腔中失去溶劑,收縮為固態微粒;
?電荷中和:中和器消除粒子表面電荷,避免因靜電吸附導致濃度損失;
?輸出控制:通過稀釋系統調節氣溶膠濃度。
關鍵詞:空氣過濾器
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