УДК 544.77
Vladimir N. Kuryakov
STUDY OF THE PROPERTIES OF AIR NANOBUBBLES IN WATER OBTAINED USING THE ANOPORE MEMBRANE
Abstract
Background. The paper presents an original method for generating air nanobubbles in water. Research into nanobubbles generation methods is of current interest due to their unique properties and potential applications in various fields, including oil and gas. Traditional methods for nanobubble production are often complex, which stimulates the search for new, simpler approaches. Objective. To describe and experimentally validate a new, simple method for generating air nanobubbles in water by filtration through a dry nanoporous membrane. Materials and methods. For nanobubble generation, deionized water was filtered through a dry syringe filter with an Anopore membrane (pore diameter 20 nm). Detection and characterization of nanobubbles were performed using dynamic light scattering and ultramicroscopy. Nanoparticle tracking analysis was used for independent determination of nanobubble sizes. Results. It was shown that the proposed method leads to nanobubble formation. The average nanobubble radius immediately after filtration was about 50 nm, increasing to
130–150 nm over 30 min. The concentration of nanobubbles increased by an order of magnitude within 20 min. Nanobubble formation was not observed when using a pre-wetted Anopore filter or filters made of polyethersulfone. Conclusions. A simple and reproducible method for generating nanobubbles based on water filtration through a dry Anopore membrane was developed. The presence and characteristics of nanobubbles were confirmed by independent experimental methods. Further research is required for a complete understanding of the nanobubble formation mechanism and their properties.
Keywords: nanobubbles, ultramicroscopy, Anopore membrane, dynamic light scattering
В.Н. Курьяков
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НАНОПУЗЫРЬКОВ ВОЗДУХА В ВОДЕ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ПОМОЩИ МЕМБРАНЫ ANOPORE
Аннотация
Актуальность. В работе представлено описание оригинального метода получения нанопузырьков воздуха в воде. Исследование методов генерации нанопузырьков актуально в связи с их уникальными свойствами и перспективами применения в различных отраслях, включая нефтегазовую. Традиционные способы получения нанопузырьков часто сложны, что стимулирует поиск новых, более простых подходов. Цель работы. Описание и экспериментальная проверка нового простого метода получения нанопузырьков воздуха в воде путем фильтрации через сухую мембрану с нанопорами. Материалы и методы. Для генерации нанопузырьков использовалась фильтрация деионизированной воды через сухой шприцевой фильтр с мембраной Anopore (диаметр пор 20 нм). Детектирование и характеристика нанопузырьков проводились методами динамического светорассеяния и ультрамикроскопии. Анализ траекторий наночастиц применялся для независимого определения размеров нанопузырьков . Результаты. Показано, что предложенный метод приводит к образованию нанопузырьков. Их средний радиус непосредственно после фильтрации составлял около 50 нм, увеличиваясь до 130–150 нм в течение 30 мин. Концентрация нанопузырьков возрастала на порядок за 20 мин. Образование нанопузырьков не наблюдалось при использовании предварительно смоченного фильтра или фильтров из полиэфирсульфона. Выводы. Разработан простой и воспроизводимый метод получения нанопузырьков, основанный на фильтрации воды через сухую мембрану Anopore. Наличие и характеристики нанопузырьков подтверждены независимыми экспериментальными методами. Для полного понимания механизма формирования нанопузырьков и их свойств требуются дальнейшие исследования.
Ключевые слова: нанопузырьки, ультрамикроскопия, мембрана Anopore, динамическое светорассеяние
EDN: MPCLZP
Полный текст статьи в формате PDF
