金刚石压腔结合高速录像进行气-液体系中气相溶解、出溶动力学原位研究

摘要

利用水热金刚石压腔原位观测优势,结合显微镜高速录像技术,进行空气–H2O体系中气相溶解和出溶动力学实验研究。实验对金刚石压腔体系气泡生长、溶解过程进行原位实时记录,根据录像文件分解的照片来精确确定反应时间和温度,利用照片所记录的气泡半径随时间的变化来推算其体积生长参数和溶解程度。气–液相均一体系降温可促使气泡出溶,降温速率不同,观察到气泡出现的时间不同,降温速率越大气泡出现越快,气泡的生长受扩散作用控制。气–相平衡体系中,气泡半径随温度的变化分为3个阶段:初始升温阶段,气泡半径随时间迅速减小;中间阶段,伴随温压降低导致的膨胀作用使气泡半径变化较小;后期恒温阶段,气泡继续溶解直至消失,溶解速率低于初始阶段。多气泡体系溶解实验中:初始升温阶段,溶解速率与气泡半径不相关;后期恒温阶段,溶解速率与气泡半径负相关,半径越小,溶解速率越大。