納米粒子粒徑分布測(cè)試系統(tǒng)

摘要：本文介紹了納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)的基本原理、測(cè)量方法和系統(tǒng)組成，總結(jié)了所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究。該系統(tǒng)對(duì)粒徑測(cè)量的量值可溯源到標(biāo)準(zhǔn)粒子，可進(jìn)行單分散、多分散樣品的測(cè)量以及電子分級(jí)篩選，并展望了良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：氣溶膠；電遷移率；納米/亞微米；校準(zhǔn)

一、  前言

納米/亞微米顆粒的粒徑大小和分布是決定其材料特性的關(guān)鍵因素之一，因此開展對(duì)納米/亞微米顆粒粒徑及粒徑分布的研究顯得十分必要和重要。納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)是針對(duì)分散在氣氛中的納米/亞微米顆粒物進(jìn)行粒徑和濃度計(jì)量的*手段，是與電鏡法（EM）納米粉末表征、光子相關(guān)譜法（PCS）溶膠納米粒度分析相并列的納米測(cè)量學(xué)的重要分支。各類原理的電子顯微鏡是表征納米粉末的有效工具，但其取樣量有限，不適宜作統(tǒng)計(jì)分析；光子相關(guān)譜法能對(duì)分散在溶膠中的納米粒子進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)，但對(duì)多分散體系的粒徑分布測(cè)量有不足之處。納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)的建立，與以上兩種測(cè)量方法形成了良好的互補(bǔ)。利用噴霧方法將納米/亞微米顆粒分散形成氣溶膠，再用微分電遷移率分析器DMA（Differential Mobility Analyzer）來測(cè)量其粒徑分布的技術(shù)是研究氣溶膠態(tài)顆粒的關(guān)鍵技術(shù)。它具有眾多優(yōu)特點(diǎn)，如樣品制備簡單，可測(cè)多分散體系，分析樣品具有統(tǒng)計(jì)意義，準(zhǔn)確度高，測(cè)量速度快等。美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）和日本JSR公司出具100納米標(biāo)準(zhǔn)粒子的證書上，都有使用DMA方法的說明。國外學(xué)者成功地運(yùn)用DMA技術(shù)來測(cè)量α-Fe₂O₃、SiO₂、α-FeOH、炭黑粒子等精細(xì)粉末。

二、  粒子氣溶膠分析系統(tǒng)的組成

納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)由氣溶膠發(fā)生系統(tǒng)和掃描電遷移分析系統(tǒng)（SNPS）組成，框圖如下：