火焰喷雾热解中颗粒形成的单液滴理论模型
化学物理
2020-02-27 v1
摘要
在当前工作中，我们建立了一个单液滴模型来描述多组分液体液滴燃烧中的颗粒形成。结合群体平衡模型与液滴干燥模型，研究了不同溶液性质下的气转粒与滴转粒两种路径。对于不含前驱体的多组分液滴，液滴燃烧受液相中物质扩散限制。该模型能很好预测先前PDA测量观察到的液滴收缩历程。对于沸点低于其热分解温度的前驱体，液滴中的前驱体可通过气转粒路径转化为纳米颗粒。群体平衡模型揭示，生成的纳米颗粒尺寸依赖于前驱体质量分数与停留时间，这与蒸气喂料气溶胶火焰合成一致。对于倾向于在液相中分解或沉淀的前驱体，则其经历滴转粒路径。液滴行为可由液滴蒸发时间与前驱体反应或沉淀时间的比值来分类。对于蒸发时间短的小液滴，纳米颗粒形成遵循一液滴一颗粒规则。对于蒸发时间长的大液滴，沉淀、热分解与蒸发之间的竞争决定了最终纳米颗粒形貌。本研究建立的单液滴模型可潜在指导前驱体设计，并与整个火焰喷雾热解燃烧器的湍流火焰模拟耦合。
引用
@article{arxiv.2002.11535,
title = {Theoretical single droplet model for particle formation in flame spray pyrolysis},
author = {Yihua Ren and Jinzhi Cai and Heinz Pitsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.11535},
year = {2020}
}