固体微颗粒粘附与清除的机理及表面保洁技术的研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aman25826882
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
空气中大量的微颗粒物不仅造成污染环境,引起各种疾病,还会粘附于各种物体表面,对日常生活和工业生产造成危害,因此开展固体表面防尘保洁研究具有重要理论价值与实际意义。论文采用理论分析和实验研究相结合方法,研究了微颗粒沉降规律、微颗粒粘附机理和微颗粒清除等方面内容,主要研究内容与结论如下:1)文献检索发现:微颗粒研究领域主要分为清洁技术、机理研究、仪器设计、实验测试、保洁技术等几个方面,其中清洁技术所占总数比重最大,机理研究较少。其次,表面保洁防尘多以TiO2催化氧化技术研究为主,表面防尘技术研究很少。其中机理研究多以经典接触力学为基础,在微/纳机电系统(MEMS/NEMS)和半导体工业方面得到较快发展,但在固体表面防尘保洁方面尚处于研究初期阶段。2)系统研究了微颗粒粘附固体表面的各种作用力,讨论了范德华力、表面张力、静电力和Casimir力物理粘附机理。建立了四种不同情况下微颗粒粘附表面复合力学模型,其考虑的主要影响因素包括:表面吸附层、接触变形、吸附水、粗糙接触面以及表面活性剂等情况,并详细给出了具体的数学计算表达式。3)微颗粒自然沉降粘附实验发现:水平放置瓷砖片30d后,表面沉降粘附微颗粒粒径主要集中在20-80μm,小于0.5μm或大于100μm的微颗粒含量很少。对比水平放置载玻片发现:采样时间1d的载玻片表面微颗粒粒径主要集中在10-40μm,说明微颗粒粒径分布随采样时间增加有增大趋势。当采样时间相同、放置位置与水平面夹角不同时,随着夹角的增加粒径却在变小,如采样时间10d时,最大粒径变化趋势为:140μm→100μm→80μm,夹角为0。和45°时粒径主要集中在10-40μm,90。时为10-30μm。微颗粒平均粒径与放置夹角、采样时间没有明显关系,但是最大粒径、微颗粒总面积、总周长与遮光比随采样时间不断增大,在10d内变化不太明显,在10d-30d时有较大变化,并严格与采样时间成正比、与放置夹角成反比,说明随着采样时间延长,微颗粒开始由单个个体向微颗粒团变化,出现物理、化学结团现象。4)预处理载玻片表面粘附微颗粒实验发现:除个别情况外,不同试剂预处理表面在1d-5d时,大部分表面粘附的微颗粒质量增量比较明显,在5d-10d时,表面粘附的微颗粒质量明显减少。对于十二烷基苯磺酸钠和吐温60预处理试剂而言,其表面粘附微颗粒质量大小依次为:5.0%>1.0%>0.5%;而洗衣液预处理表面粘附微颗粒质量大小依次为:0.5%>5.0%>1.0%,说明不同浓度试剂预处理表面与微颗粒粘附作用是具有差别的,对于十二烷基苯磺酸钠和吐温60来说,在质量浓度达到5.0%之前,其试剂浓度越高,表面粘附耦合作用效果越好,表面粘附微颗粒质量越大。5)预处理载玻片表面粘附微颗粒实验发现:洗衣液预处理表面粘附微颗粒质量在5d-10d不增反降,可能原因为:a)5d时表面粘附微颗粒接近最大值,在空气运动及微颗粒间相互作用下使得一些微颗粒脱落;b)不同试剂预处理表面的物理化学性质不同,在一定浓度条件下,随着表面粘附微颗粒质量超过某一值后,其粘附微颗粒能力会有所下降。6)预处理载玻片表面粘附微颗粒实验发现:表面粘附微颗粒数量清除率受采样时间和放置夹角影响较小,整体数量清除率稳定在80%-100%,其中0.5%吐温60,5.0%吐温60和0.5%洗衣液变化比较明显。7)预处理载玻片表面粘附微颗粒实验发现:整体而言微颗粒粒径与采样时间、放置夹角和试剂浓度没有明显规律,其中5.0%吐温60和5.0%十二烷基苯磺酸钠试剂预处理表面微颗粒粒径随采样时间的增加而增加,而未处理表面则随采样时间增加而减少。从粒径大小分布来看:0.5%十二烷基苯磺酸钠与0.5%氟碳复合试剂、0.5%吐温60与0.5%氟碳复合试剂、未处理表面微颗粒粒径最小(2-3μm),吐温60粒径最大(4-5μm)。8)预处理载玻片表面粘附微颗粒实验发现:清洗前后不同试剂预处理表面粘附微颗粒粒径大小变化不太明显,但大部分具有变小的趋势,平均值为3.285μm。对于单一试剂(十二烷基苯磺酸钠、吐温60、洗衣液)预处理表面粘附微颗粒粒径有一定减小趋势(≈1μm),而对于复合试剂(0.5%十二烷基苯磺酸钠与0.5%氟碳、0.5%吐温60与0.5%氟碳)则微颗粒粒径没有明显变化。9)全面总结了固体表面清洗作用力,分析了几种常见表面物理清洗技术的清除作用机理,从疏水性、外力作用与微颗粒清除运动方式三个方面研究了物理清除机理,并对表面活性剂的化学清除机理进行了讨论。
其他文献
本文论述中国东部中-新生代由科迪勒拉型转变为西太平洋活动大陆边缘过程中的构造-岩浆作用及其演化。在印支旋回(250~185Ma),初始欧亚板块与古太平洋板块强烈挤压俯冲,并伴随大范围改造型花
为了明确黍子在晋北地区最佳氮磷钾肥料配比,采用正交试验研究了不同氮磷钾施肥量组合对黍子生长指标以及养分吸收的影响。试验结果表明,氮磷钾肥配合施用有利于黍子高产,其
分析了转K2型转向架出现轮对偏磨的原因,并提出了改进措施及建议。
有宋一代,伴随两浙商品流通的活跃和作为新型商业中心市镇的广泛兴起,两浙沿海港湾条件优越、腹地经济发达、交通便利的一些地区,在海上贸易的推动之下,逐渐发展为具备专业色
创新创业依旧是我国当前发展过程中的关键环节,文章从互联网+背景下的高职院校思政教育中的创新创业教育的重要意义进行探析,并且提出一定的教育策略。
在我国,接种疫苗是防控H9N2亚型禽流感(Avain influenza,AI)流行的主要措施。为了解H9N2亚型禽流感病毒(Avain influenza virus,AIV)在疫苗抗体选择压下的遗传变异情况,本研
大米或称白米或粳米,乃主食之一,它也是药物。大米含有75%以上的淀粉和少量的葡萄糖、果糖、麦芽糖、8%左右的蛋白质、0.5~1%的脂肪,还含有大量有机酸、矿物质、维生素,这些
油田含油污水经过处理后,达到注入水的水质标准,作为油田注入水注入到油层,实现了水驱的开发效果。对目前油田污水处理工艺技术进行分析,提出改进对策,不断提高油田含油污水
幼儿同伴交往能力是儿童进入社会、成为未来主人的一项重要技能,也是促进幼儿社会化的一个基本要素.瑞士心理学家皮亚杰曾指出:"一般的同伴交往和具体的同伴冲突是儿童发展视
近年来在经济发展和科学技术进步的推动下,高速铁路得到了较大的发展,目前高速铁路的轨道结构主要包括有砟轨道和无砟轨道两种类型,考虑到轨道结构本身的工程建设费用和养护