固液界面納米氣泡生成及性質(zhì)研究.pdf

1、溶液中存在著納米氣泡的提出源于研究兩個(gè)疏水固體浸入水中時(shí)存在著的長程引力。而最先獲得的納米氣泡的圖像來自于掃描電鏡，稱為原子力顯微鏡的輕敲模式(在不斷振動(dòng)的懸臂上粘附著一個(gè)傳統(tǒng)的AFM探針并浸入水中對樣品進(jìn)行掃描)，因?yàn)锳FM的接觸模式探針與樣品間的作用力太大而不適合對軟的物質(zhì)進(jìn)行成像。從那以后，納米氣泡在各個(gè)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。
　　 為了用AFM對納米氣泡進(jìn)行成像，通常使用較為平整的基底，包括：高序熱解石墨(HOPG)，云母

2、，金，聚苯乙烯薄膜，以及修飾過的硅。而為了在這些基底上產(chǎn)生納米氣泡，應(yīng)用了以下方法：直接浸漬法，兩種溶劑替換以及快速加熱，電化學(xué)法等。其中，醇水替換被廣泛應(yīng)用并被證明是能在不同的基底上產(chǎn)生大量納米氣泡的重復(fù)性好的方法。同樣，也能使用其它有機(jī)溶劑與水替換來產(chǎn)生納米氣泡。然而，有機(jī)溶劑與水的替換存在著一些局限性，比如：這種方法不能應(yīng)用在一些重要的可溶于有機(jī)溶劑的基底上，例如有機(jī)涂料或生物膜。
　　 在納米氣泡的研究中一個(gè)重要的問題是

3、如何在一定的基底上生成足夠多的納米氣泡。醇水替換能夠生成納米氣泡是因?yàn)橐掖贾泻械娜芙鈿怏w比水中的溶解氣體多。然而這一機(jī)制是否也適用于水與含溶解氣體低于水的液體替換卻并不知道，如水與鹽溶液的替換。在本論文中，主要在HOPG表面應(yīng)用不同濃度的鹽溶液來替換水，發(fā)現(xiàn)水-鹽水替換確實(shí)能生成納米氣泡。即使與水替換的鹽的濃度低到0.15M也同樣能生成納米氣泡，且得到的納米氣泡隨所使用的鹽濃度的增加而增加。當(dāng)所用的鹽的濃度高于2.00M時(shí)，所得以的納