了解微納米氣泡

夏天的到來,洗澡成了我們每天都需要做的事情,但大家洗澡的目的只是沖洗干凈身體,其實不知道,洗澡還能給我們帶來很多健康,微納米氣泡花灑不僅能讓你洗的比以前更干凈,還能在你洗澡的時候增加你周圍的負氧離子,提升身體健康。微納米氣泡之所以有這些作用,都是因為它以下特性形成的。

1.比表面體積大

氣泡的體積和表面積的關系可以通過公式表示。10微米的氣泡與1毫米的氣泡相比較,在一定體積下前者的比表面積理論上是后者的100倍??諝夂退慕佑|面積就增加了100倍,各種反應速度也增加了100倍。

2.上升速度慢

??? 根據托克斯定律,氣泡在水中的上升速度與氣泡直徑的平方成正比,氣泡直徑越小則氣泡的上升速度越慢。氣泡直徑1mm的氣泡在水中上升的速度為6m/min,而直徑10μm的氣泡在水中上升速度為3mm/min,后者是前者的1/2000。如果考慮到比表面積的增加,微納米氣泡的溶解能力比一般空氣增加20萬倍。

3.自身增壓溶解

水中的氣泡四周存在氣液界面,而氣液界面的存在使得氣泡受到水的表面張力的作用。對于具有球形界面的氣泡,表面張力能壓縮氣泡內的氣體,從而使更多的氣泡內的氣體溶解到水中。根據楊-拉普拉斯方程,直徑在0.1mm以上的氣泡所受壓力很小可以忽略,而直徑10μm的微小氣泡會受到0.3個大氣壓的壓力,而直徑1μm的氣泡受到高達3個大氣壓的壓力。微納米氣泡在水中的溶解是一個氣泡逐漸縮小的過程,壓力的上升會增加氣體的溶解速度,伴隨著比表面積的增加,氣泡縮小的速度會變得越來越快,從而最終溶解到水中,理論上氣泡即將消失時的所受壓力為無限大。

4.表面帶電

純水溶液是由水分子及少量電離生成的H+和OH-組成,氣泡在水中形成的氣液界面具有容易接收H+和OH-的特點,而且通常陽離子比陰離子更容易離開氣液界面,而使界面常帶有負電荷。已經帶上電荷的表面一般傾向于吸附介質中的反離子,特別是高價的反離子,從而形成穩定的雙電層。微氣泡的表面電荷產生的電勢差常利用電位來表征,電位是決定氣泡界面吸附性能的重要因素。當微納米氣泡在水中收縮時,表現為電位的顯著增加,電荷離子在非常狹小的氣泡界面上得到了快速濃縮富集,以實現的穩定化蓄存,從而大大提高了溶解度。到氣泡破裂前在界面處可形成非常高的電位值。

電位可以吸附水體中帶正電的物質。利用表面電荷對水體微粒的吸附性,可以把水體中的有機懸浮物固定而分離,這特性使他得以在水處理中發揮出超常分離效應的關鍵所在。

5.氣體溶解率高

微納米氣泡具有上升速度慢、自身增壓溶解的特點,使得微納米氣泡在緩慢的上升過程中逐步縮小成納米級,最后消間湮滅融入水中,從而能夠大大提高氣體(在空氣、氧氣、臭氧、二氧化碳等)在水中的溶解度。對于普通氣泡,氣體的溶解度往往受環境壓力的影響和限制存在飽和溶解度。在標準環境下,氣體的溶解度很難達到飽和溶解度以上。而微納米氣泡由于其內部的壓力高于環境壓力,使得以大氣壓為假定條件計算的氣體過飽和溶解條件得以打破。

6.產生大量的自由基

在水中,微氣泡受到水的流動過程產生的壓縮和碰針、旋渦流等的刺激后,會因瞬間絕熱壓縮而產生超高壓、超高溫的極限反應場。界面上聚集的高濃度離子將積蓄的化學能一下子釋放出來,此時可激發產生大量的羥基自由基。羥基自由基具有超高的氧化還原電位,其產生的超強氧化作用可降解水中正常條件下難以氧化分解的污染物,如苯酚等,實現對水質的凈化作用。自由基可以發揮出強大的氧化性。

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7.超聲波性

微氣泡表面具有較強的張力,在水中不斷收縮,而形成的氣液臨界表面積更大的超細微泡,最后收縮到一定程度則消失溶解于水體中,這是它具有強大的溶氧性的原因所在。而且在收縮的過程中,隨著氣泡的縮小,氣泡內的氣壓呈反比例迅速提高,讓氣泡內氣體處于超高壓狀態,這種超高壓狀態與超高溫效應結合,是微氣泡產生超聲波性狀的重要原因所在。

微氣泡會因高能破裂而產生超聲波,這種超聲波對水體具有很強的殺菌作用;如果脫離水表面破裂會產生大量的負離子。

8.殺菌性

微氣泡的殺菌性與常規的殺菌技術有著獨特的區別,它殺菌的過程包括吸引與殺滅兩個過程,氣泡摩擦而產生強大的靜電,這種帶電的氣泡可以吸附水體中的細菌與病毒。隨著氣泡的縮小破裂,于氣泡周圍激發大量的自由基及破裂所產生的超高溫、高壓,把吸附的細菌病毒殺死。這過程是一個完全的物理殺滅過程與常規的消毒殺菌法有著本質的區別,所以它在環境保全型的農業生產中具有更實用的意義。