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纳米粒子粒径分布测试系统

纳米粒子粒径分布测试系统

摘要:本文介绍了纳米粒子气溶胶分析系统的基本原理、测量方法和系统组成,总结了所进行的实验研究。该系统对粒径测量的量值可溯源到标准粒子,可进行单分散、多分散样品的测量以及电子分级筛选,并展望了良好的应用前景。

关键词:气溶胶;电迁移率;纳米/亚微米;校准

一、 前言

纳米/亚微米颗粒的粒径大小和分布是决定其材料特性的关键因素之一,因此开展对纳米/亚微米颗粒粒径及粒径分布的研究显得十分必要和重要。纳米粒子气溶胶分析系统是针对分散在指定气氛中的纳米/亚微米颗粒物进行粒径和浓度计量的先进手段,是与电镜法(EM)纳米粉末表征、光子相关谱法(PCS)溶胶纳米粒度分析相并列的纳米测量学的重要分支。各类原理的电子显微镜是表征纳米粉末的有效工具,但其取样量有限,不适宜作统计分析;光子相关谱法能对分散在溶胶中的纳米粒子进行测量统计,但对多分散体系的粒径分布测量有不足之处。纳米粒子气溶胶分析系统的建立,与以上两种测量方法形成了良好的互补。利用喷雾方法将纳米/亚微米颗粒分散形成气溶胶,再用微分电迁移率分析器DMADifferentialMobilityAnalyzer)来测量其粒径分布的技术是研究气溶胶态颗粒的关键技术。它具有众多优特点,如样品制备简单,可测多分散体系,分析样品具有统计意义,准确度高,测量速度快等。美国标准技术研究院(NIST)和日本JSR公司出具100纳米标准粒子的证书上,都有使用DMA方法的说明。国外学者成功地运用DMA技术来测量α-Fe2O3SiO2、α-FeOH、炭黑粒子等精细粉末。

二、 粒子气溶胶分析系统的组成

纳米粒子气溶胶分析系统由气溶胶发生系统和扫描电迁移分析系统(SNPS)组成,框图如下
 
系统的主要组成包括气溶胶发生器、软X线电中和器、电分级器、DMA、凝聚核粒子计数器(HCT4312)。 

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