分会

第四十分会：胶体与界面化学

摘要

体相纳米气泡作为一种新兴胶体体系，被广泛应用于废水处理[1]、表面清洁[2]、泡沫浮选[3]等领域。而纳米气泡更令人惊奇的是其超常的稳定性，可以在溶液中存在数月之久[4]。这些性质与应用和其特殊的界面结构与性质紧密相关。然而，体相纳米气泡具有扩散性和动态性，且缺乏清晰的界面而难以与背景溶液分离，因此体相纳米气泡的界面性质更加难以测量。 近年来，我们针对体相纳米气泡的界面结构与性质进行了一系列的研究。溶剂弛豫核磁共振技术被首次应用于确认纳米气泡边界层的存在及其厚度的定量测量[5]。边界层中水的自旋-自旋弛豫时间（~101ms）比自由水（~103ms）低两个数量级，显现出与本体水分子不同的结构状态。边界层定量模型的建立，为进一步研究体相纳米气泡的界面特性和稳定性提供了基础。 体相纳米气泡具有极高的内部压力[6]和充斥着大量自由基的边界层[7, 8]，为溶液中的气体提供了温和反应的新途径。通过调整纳米气泡的表面电荷控制气泡间的碰撞，H2和O2以纳米气泡的形式实现了反应。首次使用等温滴定量热法测量到低温燃烧时的热量释放，伴随着纳米气泡的数量浓度和体积的急剧减小，印证了纳米气泡反应的发生。这种新气相反应途径极大地拓展了体相气泡在化学合成、能量生产、转化和储存等方面的应用。 借助纳米气泡界面性质的认识并合理利用，对纳米气泡的尺寸与浓度进行了有效调控，解决了目前存在的宽分散问题[9]，对气泡界面性质有更深入的了解。

关键词

体相纳米气泡;界面性质;边界层;自由基;尺寸调控

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