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納米粒子高效自動(dòng)收集裝置

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更新時(shí)間:2018-05-14 09:00:00瀏覽次數(shù):529

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納米粒子高效自動(dòng)收集裝置就是通過(guò)樣品自動(dòng)加壓裝置給加壓活塞一定的壓力并設(shè)置加壓時(shí)間,不斷將小于過(guò)濾膜孔徑的樣品透過(guò)濾膜,達(dá)到高效、大量收集納米粒子目的的一種納米粒子超過(guò)濾裝置。

詳細(xì)介紹

   

    納米粒子是指粒度在1—100nm之間的粒子(納米粒子又稱超細(xì)微粒)。在自然環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)如土壤、水體、河川、湖泊、海洋、大氣和霧等之中,大量存在著納米粒子。納米粒子除了具有高表面活性及比表面積之外,它對(duì)于吸附或鍵結(jié)重金屬及有機(jī)化合物的能力非常強(qiáng),在營(yíng)養(yǎng)物和污染物的循環(huán)、流通過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,在自然環(huán)境中扮演著重要的角色。但由于傳統(tǒng)收集納米粒子方法(超速離心法和注射器過(guò)濾法)收集時(shí)間長(zhǎng)且收集量少的弊端,故對(duì)環(huán)境中的納米粒子研究進(jìn)展較慢?;谏鲜鲈?,我們引入納米粒子高效收集裝置。

 

 

1 什么是納米粒子高效自動(dòng)收集裝置?

 

    納米粒子高效自動(dòng)收集裝置就是通過(guò)樣品自動(dòng)加壓裝置給加壓活塞一定的壓力并設(shè)置加壓時(shí)間,不斷將小于過(guò)濾膜孔徑的樣品透過(guò)濾膜,達(dá)到高效、大量收集納米粒子目的的一種納米粒子超過(guò)濾裝置。

 

 

 

的工作原理

 

操作特點(diǎn):

觸控式操作,操作簡(jiǎn)單

自動(dòng)加壓過(guò)濾,過(guò)濾效率高

一次處理樣品量大,無(wú)需頻繁加樣

 

 

與超速離心法和注射器過(guò)濾法的比較

 

在超速離心機(jī)不同離心力的作用下顆粒沉降所需的時(shí)間(Tsao et al. 2009)

 

 

 

 

 

顆粒直徑(nm)

離心機(jī)類型

轉(zhuǎn)子型號(hào)

轉(zhuǎn)速(rpm)

 

RCF(×g)

樣品容量(mL)

 

1

 

10

 

25

 

50

 

100

 

450

CR21

R12A3

12000

14400

250

-

14.7 h

2.4 h

0.6 h

530 s

26.2 s

CR21

R20A2

20000

41600

10

-

1.5 h

861 s

215 s

54 s

2.7 s

CP80MX

P55AT

55000

186700

10

-

0.5 h

304 s

76 s

19 s

0.9 s

CP100MX

P90AT

90000

470900

10

-

0.2 h

119 s

30 s

7 s

0.4 s

 


表2 (AUD)過(guò)濾不同顆粒所需時(shí)間與注射器過(guò)濾法的比較(Tsao et al. 2009)

方法

過(guò)濾膜的孔徑(nm)

1

25

50

100

450

 

 

 

1-25nm

 

 

AUD

2.8 ± 0.2 h

26.3 ± 1.4 s

-

-

-

注射器法

NF

270.2 ± 6.2 s

-

-

-

 

 

 

25-100nm

 

 

AUD

1.3 ± 0.1 h

24.7 ± 0.6 s

21.4 ± 0.5 s

15.7 ± 0.6 s

-

注射器法

NF

247.7 ± 5.5 s

126.3 ± 1.2 s

84.5 ± 1.3 s

-

 

 

 

100-450nm

 

 

AUD

1.1 ± 0.2 h

23.7 ± 0.8 s

19.3 ± 1.2 s

14.7 ± 0.6 s

10.3 ± 0.6 s

注射器法

NF

175.9 ± 1.2 s

110.7 ± 1.2 s

40.7 ± 3.1 s

4.3 ± 0.5 s

 

 

 

450-2000nm

 

 

AUD

0.8 ± 0.1 h

22.7 ± 0.6 s

20.3 ± 0.6 s

16.0 ± 1.0 s

11.3 ± 0.6 s

注射器法

NF

132.7 ± 2.5 s

85.0 ± 1.0 s

4.3 ± 0.6 s

4.7 ± 0.6 s

          

注:NF表示不可行

 

 

黑土樣品及其收集的納米粒子

 

      (a) 黑土(<2000nm)              (b) *納米粒子(1-100nm)

 

 

5 四種顆粒大小的沸石的透射電子顯微鏡圖和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?cè)韴D

 

   

 

     從左邊電鏡圖中可以看出,450-2000nm的沸石(A)和100-450nm的沸石(B)的形狀是不規(guī)則的,而25-100nm的沸石(C)和1-25nm的沸石(D)形狀是球狀的。從右邊的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?cè)韴D可以看出,物理化學(xué)風(fēng)化作用導(dǎo)致沸石的結(jié)構(gòu)從結(jié)晶性膠體轉(zhuǎn)變?yōu)榇谓Y(jié)晶性和非結(jié)晶性的納米粒子,zui后變成方鈉石結(jié)構(gòu)。對(duì)沸石轉(zhuǎn)變成納米粒子原理的認(rèn)識(shí)對(duì)于了解環(huán)境中納米粒子的演變過(guò)程和在維持生態(tài)完整性上的作用意義重大。

 

 

紅壤中納米粒子透射電子顯微鏡(TEM)圖

 

I: 伊利石 K:高嶺石 G:針鐵礦 H:赤鐵礦

   

    從圖a中可以看出,赤鐵礦覆蓋在高嶺石的表面,與高嶺石聚合在一起;從圖b中可以看出,伊利石和赤鐵礦聚合在一起。

 

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