纳米气泡特性

停留时间长

高密度

高表面电荷

高比表面积

纳米气泡制备技术是一个开创性的次底层技术

确立了气液及微纳固相材料间稳态结构的应用基础

纳米气泡制备方法对比

高压射流法：

采用高压射流技术，将气体同步真空导入同轴汇聚射流，约束旋切混合，形成均相气液混合射流，高速湍变混合流通过连续变截面通道，在空化效应的协同作用下对多相介质进行高能剪切，产生高浓度、粒径可控、纳米尺度的气团混合液。

文丘里管                                     

气体和液体同时通过文丘里管混合，含空气的过饱和水通过相变传质和射流扰动形成微泡。
机械搅拌                                    

泵叶轮的运动使叶片区域的压力分布不均匀，产生高压和低压区域，导致低压区的压力梯度和空穴的形成，进而产生气泡。
超声波                                        

超声空化法是指通过超声辐射，在超声的稀疏相和压缩相交互作用下，液体中微小的气核经过多次体积增长、收缩，最后高速解体的方法。 

电解法                                       

通过电解分别在阴极和阳极产生气体，气体的浓度在阳极和阴极超饱和析出产生纳米气泡。 

膜法                                           

使用膜组件作为液体和气体分散的流动约束介质，其中气相通过应用膜的孔隙，限域分散成纳米气泡。 基于制备能量密度，其产生的是以微米气泡为主的微纳气泡，尺度效应介于普通气泡和纳米气泡之间。

基于纳米气泡催化的高级氧化技术

纳米气泡等离子放电用于含氟废水的处理

PTFE、FEP等氟塑料生产时产生含全氟和多氟化合物（PFAFs）用通常的方法难以处理

低浓度条件下的高表面活性

生物和化学稳定性，难以被包括OH自由基在内的高

级氧化技术活生物技术去除

疏水疏油特性 通过低温等离子体耦合微纳米气泡实现全氟辛酸的高效降解

微气泡的使用反应速率常数提高到原来的3.3倍

处理20 min PFOA的去除率可达73.7%

处理2 h后，PFOA去除率约为89.5%

基于纳米气泡界面非均相反应的2VP工艺方案

将经过分子筛和真空脱水的乙炔、丙烯晴及催化剂，按比例分别导入混合釜搅拌，形成催化剂悬浮混合介质，混合介质由高压泵经保安过滤引入气液混合反应器，高压多相射流产生的负压将乙炔引入剪切成纳米气团，创建出超高比表面积的气、液、固多相反应界面。射流通过强制加热管道换热器将反应物温度迅速提升，反应物在微通道管式反应器内实现连续流高效传质传热的非均相反应，实现乙烯基吡啶的高压微通道新工艺制备。

工艺优势

 

精准高效的反应过程控制，无差异倍增放大优势；

高密度纳米尺度气泡提供了极限的反应界面条件；

解决了流动性和传热效率差的应用瓶颈问题；

纳米气泡气源性液相存在大幅提升了液相的持续气体饱和浓度。

原料：乙炔，丙烯腈，催化剂，溶剂。

纳米气泡与自由基

高压多相流超临界环境的气液剪切混合产生了大量高密度纳米气泡（NBs），NBs 在进一步的空化过程中急速收缩坍塌，泡内气体被不断压缩，导致泡内气体压力和温度连续升高，当空化泡溃灭到最小半径时，泡内气体压力和温度达到峰值，在其界面附近区域形成局部的高温103 ～ 104K 量级和高压108～1010Pa 量级环境，同时还伴随有高强度的冲击波、高速的微射流，引发扰动、揣流、剪切和冲击等效应。其能量足以打开范德华力和氢键在分子、原子间的约束，产生自由基。

Radicals:	Non-Radicals:
O2•           Superoxide	H2O2    Hydrogen Peroxide
• OH            Hydroxyl	HOCI    Hypochlorous acid
ROO •            Peroxyl	O3                           Ozone
RO                  Alkoxyl	1O2             Singlet Oxygen
HOO •   Hydroperoxyl	ONOO-               peroxynitrite