[发明专利]一种核壳型气溶胶发生系统及其在制备核壳型气溶胶中的用途

说明书

本发明属于气溶胶技术领域，具体涉及一种核壳型气溶胶发生系统及其用途。通过本发明的核壳型气溶胶发生系统可以实现不同成分组成、不同浓度、不同粒径、包覆厚度及不同湿度气溶胶的标准发生。得到的核壳型气溶胶可适用于不同体系的研究需求及相关测量仪器的调校与标定，如探究不同包覆厚度、不同包覆成分气溶胶的吸湿光学性质变化；或用于气溶胶粒径分布测量相关实验仪器的标定，提供稳定的标准发生气溶胶。

技术领域

本发明属于大气环境检测及气溶胶技术领域，具体涉及一种核壳型气溶胶发生系统及其在制备核壳型气溶胶中的用途。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市化和工业化进程的加速，能源结构的调整以及全国机动车保有量的增加，大气环境面临着前所未有的压力，城市大气污染日趋严重。大气气溶胶是空气污染的重要组成成分之一，在实际大气中具有显著的环境效应，不仅可以通过直接及间接辐射效应改变大气能见度、地面温度等，而且还能为各种物理化学过程提供反应媒介，进一步影响污染物的形成。大气气溶胶的生成与老化过程极其复杂，随着反应物及实际条件的不同其混合形态也种类繁多，如常见的内混、外混、包覆等形态，因此能够稳定产生不同形态气溶胶的发生系统对于研究大气气溶胶理化特性，模拟实际大气反应过程及评估其环境影响等都具有非常重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种核壳型气溶胶发生系统，该系统包括气溶胶雾化发生系统、包覆系统及任选地粒径筛分系统和加湿系统等部分，可以实现不同成分、不同浓度、不同粒径及包覆厚度、不同湿度气溶胶的标准发生。制备得到的气溶胶可适用于不同体系的研究需求及相关测量仪器的调校与标定。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种核壳型气溶胶发生系统，包括气溶胶雾化发生系统和包覆系统，其中，

所述气溶胶雾化发生系统包括气源和雾化器；

所述包覆系统包括饱和室和冷凝室；

所述气源与雾化器相连，所述雾化器与饱和室相连，所述饱和室进一步与所述冷凝室相连。

所述气源可以使用合成空气、高纯氮气或净化后的空气等。

所述雾化器为耐压装置，用于气溶胶的雾化发生，其可以采用石英、不锈钢、聚四氟乙烯等材料进行制备。

所述饱和室用于有机蒸汽的产生，可采用玻璃、石英、不锈钢、聚四氟乙烯等耐高温抗腐蚀材料进行制备。

所述冷凝室用于饱和有机蒸汽的冷凝，形成核壳型气溶胶，可采用玻璃、石英、不锈钢、聚四氟乙烯等抗腐蚀材料进行制备。

所述冷凝室可以采用半导体制冷，冷凝水循环以及压缩机制冷等方式制冷。

所述气溶胶雾化发生系统还可以包括干燥管，记为“第一干燥管”；所述第一干燥管可安装于所述雾化器与饱和室的中间。

所述第一干燥管可采用硅胶干燥管、扩散干燥管、Nafion管等装置中的一种或多种。

通过所述第一干燥管将雾化器产生的气溶胶的相对湿度降低至15％以下，优选15％以下，更优选5％以下。

所述包覆系统还可以包括溶蚀器；所述溶蚀器设置在所述冷凝室的后方，用于吸收去除过量的有机蒸汽。

所述溶蚀器可采用玻璃、石英、不锈钢、聚四氟乙烯等抗腐蚀材料进行制备。

所述核壳型气溶胶发生系统还可以包括粒径筛分系统；所述粒径筛分系统包括至少一个粒径筛分装置；所述粒径筛分装置安装于所述气溶胶雾化发生系统和包覆系统之间，记为“第一粒径筛分装置”，用于特定粒径气溶胶的筛分选取。

优选地，当气溶胶雾化发生系统包括第一干燥管时，所述第一粒径筛分装置安装于所述第一干燥管与所述饱和室之间。