本來被認為幾乎不大約存在的小規范氣泡，居然能長久安定存在，一旦被斷定就被工業尤其是水處置處分領域器重，微納米氣泡現已完結初步廣泛受質疑到廣泛受器重的改變。微納米氣泡技術也遭到氫氣醫學領域的器重，因為這種技術辦理了氣體溶解速率小，溶解度小的瓶頸，微納米氣泡現已成為氫氣醫學的最佳伙伴。
相變技術使用領域廣泛，如環境、農業、醫療、化工和動力等領域。氣／液相變技術一般用于廢水和水處置處分技術、水生態系統光復、食物加工、水產農業、石化等職業。大多數氣液相變進程遵守遭到多種操作和介質性質的影響。從傳質理論視點，起首思量的優化計謀是增加交兵表面面積。重要影響要素包含混雜器的方案、柱包裹材料、擋板布局、噴淋方法、打針噴嘴、漫衍器方案等，非有必要影響要素包含交兵相之間的熱傳質或反應表面。
一、什么是微納米氣泡
氣泡是指液體內充斥氣體的空穴，產負氣泡的根柢條件是液體內氣泡內壓不小于環境壓力。氣泡表面擁有不同于氣泡地點液體性質的身分。表面活性劑對氣泡的構成十分重要但并不是有必要條件。因為浮力比力大，大氣泡相同一般會靈敏上升到表面崩解，直徑小于1微米的氣泡也就是微微納米氣泡因存在現在不了解的機制，能在液體中永劫間安定存在。
納米技術領域，相同一般風俗把100納米以下作為納米顆粒的最大規范，可是微納米氣泡直徑相同一般是大于100納米，氣泡研討領域相同一般把1000納米以下作為微納米氣泡或微微納米氣泡，100微米以下為細小氣泡。微納米氣泡有兩種根柢模范，一種是非球形界面微納米氣泡，是牢固漫衍在液體和固體界面上的氣泡，這種氣泡在學術界被研討相對充分，但使用相對少。另一種就是咱們比力熟諳的體相微納米氣泡，就是懸浮在液體中的球形微納米氣泡。本文重要指體相微納米氣泡。
當然氣泡的研討汗青現已趕過半個世紀，可是氣泡的模范和分類不斷存在爭議。學術上對氣泡分類重要憑證氣泡性質的不同，最常用的目標是氣泡大小、表面特性友善泡壽數。這些特性重要決定于氣泡大小，因而許多學者把氣泡大小作為僅有分類規范。依據這個規范，氣泡被分為大氣泡、微米氣泡、亞微米氣泡或
微納米氣泡，也有接納更一般分類為大氣泡、小氣泡和超小氣泡。當然學者們對氣泡的大小領域具體有不同見地，但大多數贊同微氣泡直徑應該在10－100微米的領域，1-10微米為亞微米氣泡，10-1000納米為
微納米氣泡。
經典理論認為氣泡越小表面張力越大，微納米氣泡表面張力大構成內壓十分高，因而微納米氣泡存在性和安定性不斷是有爭議的論題。許多學者利用不同技術探測微納米氣泡。與大氣泡研討相同，學者們沒有糾結于微納米氣泡的定義。有學者甚至輕忽微納米氣泡和微米氣泡存在被輕忽的直徑領域，認為直徑小于200納米的氣泡為微納米氣泡，10微米以上的為微米氣泡，對200納米到10微米之間的氣泡不去剖析，也有學者把200納米－10微米氣泡定義為微微納米氣泡，這說明對超細小氣泡的分類缺少清楚的規范。2012年，吳等定義納米和亞微米氣泡，認為500納米以下為納米和亞微米氣泡。近來有學者認為直徑小于數百納米的氣泡為微納米氣泡，這不光愚昧并且存在矛盾。總歸，微納米氣泡直徑的最大規范存在不同見地，直徑小于1微米的氣泡因為規范和特性相同可分類為超細氣泡或微納米氣泡。
氣泡分類不光憑證大小，并且憑證其特性和在液體中的行為。圖1對不同氣泡大小的分類舉辦了匯總。1－10微米氣泡其大小和特性都介于微米氣泡和微納米氣泡之間，被歸類到亞微米氣泡。當然學術界對微米氣泡的特性有平等見地，可是對氣泡的大小領域沒有同一規范。
二、微納米氣泡特性
切合納米材料紀律，微納米氣泡也具有比表面積大的特色，這也是微納米氣泡作為氣液技術應該的重要根柢。其他，微納米氣泡還具有剛性大，表面有負電荷，浮力小，安定性極好，龜齡命等特色，決定了微納米氣泡的特別用處。微納米氣泡內壓和安定性方面，存在理論策畫和終究不符的環境，現在并沒有理解的結論。
氣泡表面積友善泡直徑呈負相干關連，（表面積A和直徑D的數學關連A＝6/D）。因而同樣體積的氣泡，100納米直徑氣泡表面積是10微米直徑面積的100倍。
理論上氣泡構成斲喪能量依賴于界面面積，界面面積決定于氣泡表面張力。直徑小于25微米的小氣泡表面剛性強，相同于高壓氣球，不簡單破碎。數毫米直徑的大氣泡表面比力柔軟，很簡單變形破碎。大氣泡的浮力比力大很簡單上升到液面。Stokes公式R =ρgd2/18μ（ρ = 密度，g = 重力加速率，d =氣泡直徑，μ =粘滯度）可策畫氣泡上浮速率。氣泡上流浪速率友善泡直徑的平方成正比，這種關連只利用于小氣泡。直徑大于2毫米的大氣泡因為形狀發生改變，上升速率并不會受直徑影響。低于1微米的
微納米氣泡上升速率十分慢，遠低于布朗活動，團體上表現為不上升。
除了浮力外，直徑小于25-50微米的小氣泡有自動緊縮特性。憑證Henry規律，溶液中溶解氣體的分壓與氣泡內氣體分壓平等時，氣泡內氣體溶解和溶液中氣體向氣泡內開釋抵達均衡。小氣泡因為表面張力效果內壓增加，構成氣泡內氣體分壓趕過氣泡四周溶解氣體分壓，氣泡內氣體超四周靜溶解，這會導致氣泡進一步縮小，體積縮小導致表面張力效應加強，導致正反饋效應，氣泡會靈敏瓦解。相反大氣泡因為上升四周靜水壓下降導致內壓失落，減壓導致氣泡體積增大，氣泡內氣體分壓失落，導致溶液中氣體向氣泡內靜開釋，這會導致氣泡體積增大，表面張力效應失落，氣泡內壓進一步失落。所以，在某氣體飽和溶液中，這種氣體的氣泡有大者增大，小者縮小的趨勢。看來氣泡也恰恰切合馬太效應。
這種環境十分切合潛水員減壓病發生的進程，潛水員在水下中止必定時刻后，體液中氣體抵達必定飽和度，一旦回來水面速率過快，身段內一些氣泡會因為環境壓下降而增大，這種趨勢過于嚴峻就導致氣體阻斷血流抑制構造等成果，就是模范的減壓病。治療減壓病的原理也很簡單，就是把潛水員舉辦從頭加壓，加壓的成果就是把大氣泡變成小氣泡，小氣泡有變小散失的趨勢，辦理了氣泡就排除了病因。
圖2. 經典氣泡的馬太效應
微納米氣泡也存在比力強的靜電場，能阻止氣泡發生交融，抵擋浮力效果。在程度電場中，氣泡電荷決定于程度速率v = ζε/μ（v=程度速率，ζ = zeta電位(V), ε =水的介電常數(s2?C2?kg-1?m-3)，μ =粘滯度(Pa?s).）
zeta電位相同一般是負值，但大多數與氣泡直徑無關。zeta電位受水的pH值影響十分大，也遭到離子強度影響（離子濃度越大，zeta電位越低）。全部氣泡都具有負電位，相互之間的靜電架空力能限定氣泡交融。因為氣泡越小，必要的能量越大，因而小氣泡決裂也不簡單發生。所以，小氣泡能夠增大或縮小，但不簡單發生交融和破碎。
不可溶性氣體能夠構成超龜齡命的微納米氣泡。憑證Laplace公式，Pi＝Po＋4γ/d，氣泡內壓就是環境壓與4γ/d的和（γ是表面張力(N m-1) ，d 是氣泡直徑(m)），氣泡直徑越小，內壓越大。10微米氣泡內壓約1.3個大氣壓，100微米氣泡約1.03個大氣壓。憑證策畫，微納米氣泡內壓會抵達十分高程度，足以讓內部氣體靈敏溶解散失。這和微納米氣泡具有龜齡命的終究不符，說明這種理論自己存在缺點。現在還不克不及斷定Laplace公式是否得當于微納米氣泡，可是在沒有電荷等其他影響要素存在的環境下，150納米液滴（相同氣泡）表面張力的確能進步20倍。修正理論或根究原因原由都有大約。有人提出大約是表面材料對表面張力發生的影響，也有人認為是過飽和溶液能失落微納米氣泡表面張力，也是微納米氣泡龜齡命的原因原由。如氣泡氣液界面包含表面活性劑（居心或偶然）如卵白質或去垢劑，表面活性劑能失落表面張力，失落氣泡內壓，增加氣泡安定性。超聲氣泡造影劑和藥物運送氣泡就是利用多么的原理。
微納米氣泡是有用的氣液相處置處分進程，已往20年，這一技術遭到大量研討職工的存眷。多數研討會合在微微納米氣泡制備、測定和超藐小氣泡特性分類等方面。近來有研討探索了微微納米氣泡工業化使用的大約性。憑證初步研討成果，許多學者提出，水處置處分技術是微微納米氣泡最有前景的領域。縱然最有前景的水處置處分領域，微納米氣泡的研討依舊不充分，如現有研討對氣泡大小的定義和分類方面都沒有同一了解。本文重點對微微納米氣泡的定義和分類、相同一般制備技術和表征丈量方法等舉辦總述。
