气溶胶发生器的技术分类与原理

气溶胶发生器是一种通过物理或化学方法将液体或固体物质转化为悬浮在气体中的微小颗粒（气溶胶）的设备。其技术核心涉及颗粒生成、粒径控制、浓度调节及稳定性等关键问题。

气溶胶发生器的技术分类与原理

根据颗粒生成机制，气溶胶发生器可分为以下几类：

1. 机械雾化技术

• 原理：通过高压喷嘴、旋转盘或超声波振动将液体破碎成微小液滴。

• 典型设备：压力式雾化器、超声波雾化器。

• 特点：

  • 适合液体材料（如水、有机溶剂、溶液）。

  • 粒径范围宽（微米级），但分布较分散。

  • 结构简单、成本低，但难以生成纳米级颗粒。

2. 电喷雾技术（Electrospray）

• 原理：利用高压电场使液体形成泰勒锥（Taylor cone），在库仑力作用下分裂为带电液滴，溶剂蒸发后留下固体颗粒。

• 特点：

  • 可生成纳米至亚微米级颗粒（如**载体、纳米材料）。

  • 颗粒单分散性好，但需要导电溶液或添加导电剂。

  • 设备复杂度高，需精准控制电场强度和液体流量。

3. 气溶胶燃烧/热解法

• 原理：通过高温燃烧或热解前驱体（如金属盐溶液）生成固态颗粒（如金属氧化物、碳黑）。

• 典型应用：工业碳黑生产、纳米粉体制备。

• 特点：

  • 适合固态颗粒生成，粒径可控但能耗高。

  • 易产生副产物（如CO₂），需配套尾气处理系统。

4. 冷凝法（Condensation Particle Generator, CPG）

• 原理：通过蒸气冷凝在凝结核（如NaCl颗粒）表面形成液滴或固体颗粒。

• 典型应用：实验室标定、大气气溶胶模拟。

• 特点：

  • 可生成高浓度、窄分布的亚微米颗粒。

  • 依赖前驱体蒸气浓度和冷凝条件，灵活性较低。

5. 微流控气溶胶生成技术

• 原理：利用微流控芯片**控制液体流动，通过微通道结构生成单分散液滴。

• 特点：

  • 粒径均一性极高（变异系数<5%），适合精密研究。

  • 通量较低，多用于实验室场景。