Методы получения аэрозолей

Аэрозоли образуются при взрывах, дроблении и распылении веществ, а так же в процессах конденсации при охлаждении перенасыщенных паров воды и органических жидкостей.

Как и другие микрогетерогенные системы, аэрозоли могут быть получены двумя разными путями:

из грубо-дисперсных систем (диспергационные методы),

из истинных растворов (конденсационные методы).

Конденсационный метод.

Связан с образованием в гомогенной системе новой фазы. Обязательным условием ее образования является наличие пересыщенного пара, конденсация которого и приводит к образованию частиц дисперсной фазы.

Объемная конденсация пересыщенного пара может происходить в трех случаях:

*при адиабатическом расширении (образование облака);

*при смешении паров и газов, имеющих разные температуры (образование атмосферных туманов);

*при охлаждении газовой смеси.

Кроме того, конденсационный аэрозоль может образовываться в результате газовых реакций, ведущих к образованию нелетучих продуктов:

• при сгорании топлива образуются дымовые газы, конденсация которых приводит к появлению топочного дыма;

• при сгорании фосфора на воздухе образуется белый дым (Р₂О₅);

• при взаимодействии газообразных NH₃ и НСl образуется дым МН₄Сl (тв);

• окисление металлов на воздухе, происходящее в различных металлургических и химических процессах, сопровождается образованием дымов, состоящих из частиц оксидов металлов.

Особенность конденсации продуктов химических реакций – возможность каталитического действия конденсированных частиц на превращение исходных веществ.

Диспергационный метод.

Диспергационные аэрозоли образуются при измельчении (распылении) твердых и жидких тел в газовой среде и при переходе порошкообразных веществ во взвешенных состояниях при действии воздушных потоков.

Распыление твердых тел происходит в две стадии:

• измельчение

• распыление.

Среди методов распыления жидкостей различают следующие:

1. Пневматическое (или аэродинамическое)распыление;

2. Гидравлическое (или гидродинамическое) распыление;

3. Центробежное распыление;

4. Прочие методы (электростатическое, акустическое, с помощью пропеллентов и другие)

Перевод вещества в состояние аэрозоля должен быть осуществлен в момент применения аэрозоля, так как в отличие от других дисперсных систем (эмульсий, суспензий), аэрозоли нельзя приготовить заранее. В бытовых условиях почти единственным средством получения жидких и порошкообразных аэрозолей является устройство, называемое «аэрозольной упаковкой», вещество в нем упаковывается под давлением и распыляется при помощи сжиженных или сжатых газов.

Самобалансирующийся волчок Уолтона и Пруэтта.

Приводится в действие сжатым воздухом (вход справа), угловая скорость вращения – несколько тысяч оборотов в секунду, радиальное ускорение – порядка миллиона g. Жидкость подается сверху из узкой трубки (3) в центр ротора (2) и растекается на его поверхности в виде тонкой пленки. Капли отрываются от конуса ротора, тонокодисперсный туман выходит в зазор между вращающимся ротором и корпусом волчка.