单颗粒气溶胶液滴吸湿挥发特性研究

作者：仝玉恺,方藤,柳瑶瑶,赵东平,叶安培

摘要：大气气溶胶粒子的热动力学过程主要源于多元物质的非理想混合,其演化过程包括液-液相分离、吸湿-挥发、非平衡传质等。相关物理化学参数是理解气溶胶演化过程、分析演化动因、预测演化路径的基础,而精确的单粒子测量是获取这些重要参数的关键。利用自主开发的气溶胶拉曼光镊系统,实现了单颗粒气溶胶液滴无接触长时间捕获,并通过改变气溶胶粒子所处环境的相对湿度,模拟了实际大气中悬浮气溶胶液滴的吸湿-挥发热力学演化过程。通过测量单颗粒液滴粒子的腔共振拉曼光谱信号,结合相应的物理模型精确测量了氯化钠、蔗糖和柠檬酸三种不同气溶胶液滴粒子在吸湿-挥发过程中的粒径、折射率、扩散系数、挥发通量等重要物化参数,分析了有机/无机气溶胶液滴的吸湿-挥发特性对相对湿度变化的不同响应以及气溶胶液滴可能存在的玻璃态、胶态等相变行为,为理解实际大气气溶胶吸湿-挥发过程提供了重要参考。

发文机构：北京大学信息科学技术学院电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室

关键词：气溶胶液滴吸湿性挥发性拉曼光镊aerosol droplethygroscopicityvolatilityRaman optical tweezer

分类号： O439[机械工程—光学工程]O648.18[理学—物理]