高时空分辨率研究海盐液滴快速风化过程

仝海杰 钱正纲 REID Jonathan P. 张韫宏

引用本文: 仝海杰, 钱正纲, REID Jonathan P., 张韫宏. 高时空分辨率研究海盐液滴快速风化过程[J]. 物理化学学报, 2011, 27(11): 2521-2527. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111121 shu
Citation:  TONG Hai-Jie, QIAN Zheng-Gang, REID Jonathan P., ZHANG Yun-Hong. High Temporal and Spatial Resolution Measurements of the Rapid Efflorescence of Sea Salt Droplets[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(11): 2521-2527. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111121 shu

高时空分辨率研究海盐液滴快速风化过程

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20933001, 20873006)资助项目 (20933001, 20873006)

摘要: 以高速摄像仪与显微拉曼光谱联用研究聚四氟(疏水)乙烯基底和石英(亲水)基底上的单个海水液滴的快速风化过程. 海水液滴风化的形貌图像达到毫秒时间分辨率和微米空间分辨率. 通入干氮气后海水液滴在石英基底上发生快速风化过程, 首先析出Na2Ca5(SO4)6·3H2O和Na2xCa6-x(SO4)6·3H2O (0<x<1)晶体, 然后析出NaCl 晶体, 最后析出KMgCl3·6H2O晶体. 我们发现在快速降低湿度的过程中析出钙钠复盐, 在缓慢降低湿度的过程中析出CaSO4·2H2O, 并已经确定各种结晶产物的位置以及Na2Ca5(SO4)6·3H2O和CaSO4·2H2O两种晶体的生长速率, 并在聚四氟乙烯基底上观察到中空结构的海盐颗粒.

English

    1. [1]

      (1) Fitzgerald, J.W. Atmos. Environ. 1991, 25A, 533.(1) Fitzgerald, J.W. Atmos. Environ. 1991, 25A, 533.

    2. [2]

      (2) O'Dowd, C. D.; De Leeuw, G. Phil. Trans. Roy. Soc. A 2007, 365, 1753.  (2) O'Dowd, C. D.; De Leeuw, G. Phil. Trans. Roy. Soc. A 2007, 365, 1753.  

    3. [3]

      (3) O'Dowd, C. D.; Smith, M. H.; Consterdine, I. E.; Lowe, J. A. Atmos. Environ. 1997, 31, 73.  (3) O'Dowd, C. D.; Smith, M. H.; Consterdine, I. E.; Lowe, J. A. Atmos. Environ. 1997, 31, 73.  

    4. [4]

      (4) Murphy, D. M.; Anderson, J. R.; Quinn, P. K.; McInnes, L. M.; Brechtel, F. J.; Kreidenweis, S. M.; Middlebrook, A. M.; Pósfai, M.; Thomson, D. S.; Buseck, P. R. Nature 1998, 392, 62.  (4) Murphy, D. M.; Anderson, J. R.; Quinn, P. K.; McInnes, L. M.; Brechtel, F. J.; Kreidenweis, S. M.; Middlebrook, A. M.; Pósfai, M.; Thomson, D. S.; Buseck, P. R. Nature 1998, 392, 62.  

    5. [5]

      (5) Latham, J.; Smith, M. H. Nature 1990, 347, 372.  (5) Latham, J.; Smith, M. H. Nature 1990, 347, 372.  

    6. [6]

      (6) Laskin, A.; Gasper, D. J.;Wang,W.; Hunt, S.W.; Cowin, J. P.; Colson, S. D.; Finlayson-Pitts, B. J. Science 2003, 301, 340.(6) Laskin, A.; Gasper, D. J.;Wang,W.; Hunt, S.W.; Cowin, J. P.; Colson, S. D.; Finlayson-Pitts, B. J. Science 2003, 301, 340.

    7. [7]

      (7) De Haan, D. O.; Brauers, T.; Oum, K.; Stutz, J.; Nordmeyer, T.; Finlayson-Pitts, B. J. Int. Rev. Phys. Chem. 1999, 18, 343.  (7) De Haan, D. O.; Brauers, T.; Oum, K.; Stutz, J.; Nordmeyer, T.; Finlayson-Pitts, B. J. Int. Rev. Phys. Chem. 1999, 18, 343.  

    8. [8]

      (8) Lewis, E. R.; Schwartz, S. E. Sea Salt Aerosol Production: Mechanisms, Methods, Measurements, and Models; American Geophysical Union:Washington, D. C., 2004; pp 1-36.(8) Lewis, E. R.; Schwartz, S. E. Sea Salt Aerosol Production: Mechanisms, Methods, Measurements, and Models; American Geophysical Union:Washington, D. C., 2004; pp 1-36.

    9. [9]

      (9) Tang, I. N.; Tridico, A. C.; Fung, K. H. J. Geophys. Res. 1997, 102, 23269.  (9) Tang, I. N.; Tridico, A. C.; Fung, K. H. J. Geophys. Res. 1997, 102, 23269.  

    10. [10]

      (10) Cheng, R. J.; Blanchard, D. C.; Cipriano, R. J. Atmos. Res. 1988, 22, 15.(10) Cheng, R. J.; Blanchard, D. C.; Cipriano, R. J. Atmos. Res. 1988, 22, 15.

    11. [11]

      (11) Cheng, R. J. Atmos. Aer. Nuc. 1988, 309, 589.  (11) Cheng, R. J. Atmos. Aer. Nuc. 1988, 309, 589.  

    12. [12]

      (12) Harvie, C. E.;Weare, J. H.; Hardie, L.W.; Eugster, H. P. Science 1980, 208, 498.  (12) Harvie, C. E.;Weare, J. H.; Hardie, L.W.; Eugster, H. P. Science 1980, 208, 498.  

    13. [13]

      (13) Psófai, M.; Buseck, P. R. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2010, 38, 17.  (13) Psófai, M.; Buseck, P. R. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2010, 38, 17.  

    14. [14]

      (14) Ma, Y. T.; Xia, S. P.; Gao, S. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2001, 17 (11), 1021. [马玉涛, 夏树屏, 高世扬. 物理化学学报, 2001, 17(11), 1021.](14) Ma, Y. T.; Xia, S. P.; Gao, S. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2001, 17 (11), 1021. [马玉涛, 夏树屏, 高世扬. 物理化学学报, 2001, 17(11), 1021.]

    15. [15]

      (15) Wang, F.; Zhao, L. J.; Zhang, Y. H. Chin. Sci. Bull. 2008, 53 (14), 2139. [王枫, 赵利军, 张韫宏. 科学通报, 2008, 53 (14), 2139.](15) Wang, F.; Zhao, L. J.; Zhang, Y. H. Chin. Sci. Bull. 2008, 53 (14), 2139. [王枫, 赵利军, 张韫宏. 科学通报, 2008, 53 (14), 2139.]

    16. [16]

      (16) Xiao, H. S.; Dong, J. L.;Wang, L. Y.; Zhao, L. J.;Wang, F.; Zhang, Y. H. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 8698.  (16) Xiao, H. S.; Dong, J. L.;Wang, L. Y.; Zhao, L. J.;Wang, F.; Zhang, Y. H. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 8698.  

    17. [17]

      (17) Freyer, D.; Voigt,W. Mon. Chem. 2003, 134, 693.(17) Freyer, D.; Voigt,W. Mon. Chem. 2003, 134, 693.

    18. [18]

      (18) Voigt,W. Pure Appl. Chem. 2001, 73, 831.  (18) Voigt,W. Pure Appl. Chem. 2001, 73, 831.  

    19. [19]

      (19) Yeung, M. C.; Chan, C. K. Aerosol Sci. Technol. 2010, 44, 269.  (19) Yeung, M. C.; Chan, C. K. Aerosol Sci. Technol. 2010, 44, 269.  

    20. [20]

      (20) Liu, Y. J.; Zhu, T.; Zhao, D. F.; Zhang, Z. F. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 7205.  (20) Liu, Y. J.; Zhu, T.; Zhao, D. F.; Zhang, Z. F. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 7205.  

    21. [21]

      (21) Hiratsuka, K.; Bohno, A.; Endo, H. J. Phys.: Conf. Ser. 2007, 89, 012012.  (21) Hiratsuka, K.; Bohno, A.; Endo, H. J. Phys.: Conf. Ser. 2007, 89, 012012.  

    22. [22]

      (22) Braun, C.; Krieger, U. K. Opt. Express 2001, 8, 314.  (22) Braun, C.; Krieger, U. K. Opt. Express 2001, 8, 314.  

    23. [23]

      (23) Cziczo, D. J.; Nowak, J. B.; Hu, J. H.; Abbatt, J. P. D. J. Geophys. Res. 1997, 102, 18843.  (23) Cziczo, D. J.; Nowak, J. B.; Hu, J. H.; Abbatt, J. P. D. J. Geophys. Res. 1997, 102, 18843.  

    24. [24]

      (24) Zhao, L. J.; Zhang, Y. H.;Wei, Z. F.; Cheng, H.; Li, X. H. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 951.  (24) Zhao, L. J.; Zhang, Y. H.;Wei, Z. F.; Cheng, H.; Li, X. H. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 951.  

    25. [25]

      (25) Ross, S. D. Inorganic infrared and Raman Spectra. McGraw- Hill: London, 1972; pp 140.(25) Ross, S. D. Inorganic infrared and Raman Spectra. McGraw- Hill: London, 1972; pp 140.

    26. [26]

      (26) Reisdorf, K.; Abriel,W. Neues Jahrb. Mineral.-Abh. 1987, 157, 35.(26) Reisdorf, K.; Abriel,W. Neues Jahrb. Mineral.-Abh. 1987, 157, 35.

    27. [27]

      (27) Freyer, D.; Fischer, S.; Köhnke, K.; Voigt,W. Solid State Ionics 1997, 96, 29.  (27) Freyer, D.; Fischer, S.; Köhnke, K.; Voigt,W. Solid State Ionics 1997, 96, 29.  

    28. [28]

      (28) Freyer, D.; Reck, G.; Bremer, M.; Voigt,W. Mon. Chem. 1999, 130, 1179.(28) Freyer, D.; Reck, G.; Bremer, M.; Voigt,W. Mon. Chem. 1999, 130, 1179.

    29. [29]

      (29) Hill, A. F.;Wills, J. H. J. Am. Chem. Soc. 1938, 60, 1647.  (29) Hill, A. F.;Wills, J. H. J. Am. Chem. Soc. 1938, 60, 1647.  

    30. [30]

      (30) Mees, F.; Hatert, F.; Rowe, R. Mineral. Mag. 2008, 72, 1307.  (30) Mees, F.; Hatert, F.; Rowe, R. Mineral. Mag. 2008, 72, 1307.  

    31. [31]

      (31) Bensted, J. J. Am. Ceram. Soc. 1976, 59, 140.  (31) Bensted, J. J. Am. Ceram. Soc. 1976, 59, 140.  

    32. [32]

      (32) Kosztolanyi, C.; Mullis, J.;Weidmann, M. Chem. Geol. 1987, 61, 19.  (32) Kosztolanyi, C.; Mullis, J.;Weidmann, M. Chem. Geol. 1987, 61, 19.  

    33. [33]

      (33) Chang, H.; Huang, P. J.; Hou, S. C. Mater. Chem. Phys. 1999, 58, 12.  (33) Chang, H.; Huang, P. J.; Hou, S. C. Mater. Chem. Phys. 1999, 58, 12.  

    34. [34]

      (34) Prasad, P. S. R.; Pradhan A.; wd, T. N. Curr. Sci. 2001, 80, 1203.(34) Prasad, P. S. R.; Pradhan A.; wd, T. N. Curr. Sci. 2001, 80, 1203.

    35. [35]

      (35) Liu, Y. M.;Wang, A.; Freeman, J. J. Raman, MIR, and NIR Spectroscopic Study of Calcium sulfates: Gypsum, bassanite, and anhydrite. In Lunar and Planetary Science XL, 40th Lunar and Planetary Science Conference,Woodlands, Texas, March 23-27, 2009.(35) Liu, Y. M.;Wang, A.; Freeman, J. J. Raman, MIR, and NIR Spectroscopic Study of Calcium sulfates: Gypsum, bassanite, and anhydrite. In Lunar and Planetary Science XL, 40th Lunar and Planetary Science Conference,Woodlands, Texas, March 23-27, 2009.

    36. [36]

      (36) Oetzel, M.; Heger, G.; Koslowski, T. ZKG Int. 2000, 53, 354.(36) Oetzel, M.; Heger, G.; Koslowski, T. ZKG Int. 2000, 53, 354.

    37. [37]

      (37) Kuzel, H. J.; Hauner, M. ZKG Int. 2000, 53, 354.(37) Kuzel, H. J.; Hauner, M. ZKG Int. 2000, 53, 354.

    38. [38]

      (38) Bushuev, N. N. Zh. Neorg. Khim. 1982, 27, 610.(38) Bushuev, N. N. Zh. Neorg. Khim. 1982, 27, 610.

    39. [39]

      (39) Abriel,W.; Nesper, R. Z. Kristall. 1993, 205, 99.  (39) Abriel,W.; Nesper, R. Z. Kristall. 1993, 205, 99.  

    40. [40]

      (40) Chemtob, S. M.; Arvidson, R. E.; Fernández-Remolar D. C. et al. Identification of hydrated sulfates collected in the northern Rio Tinto valley by reflectance and Raman spectroscopy. In Lunar and Planetary Science XXXVII, 37th Lunar and Planetary Science Conference, League City, Texas, March 13-17, 2006.(40) Chemtob, S. M.; Arvidson, R. E.; Fernández-Remolar D. C. et al. Identification of hydrated sulfates collected in the northern Rio Tinto valley by reflectance and Raman spectroscopy. In Lunar and Planetary Science XXXVII, 37th Lunar and Planetary Science Conference, League City, Texas, March 13-17, 2006.

    41. [41]

      (41) Abramoff, M. D.; Magelhaes, P. J.; Ram, S. J. Biophotonics Int. 2004, 11 (7), 36.(41) Abramoff, M. D.; Magelhaes, P. J.; Ram, S. J. Biophotonics Int. 2004, 11 (7), 36.

    42. [42]

      (42) Van Driessche, A. E. S.; Garcia-Ruiz, J. M.; Delgado-Lopez, J. M.; Sazaki, G. Cryst. Growth Des. 2010, 10 (9), 3909.(42) Van Driessche, A. E. S.; Garcia-Ruiz, J. M.; Delgado-Lopez, J. M.; Sazaki, G. Cryst. Growth Des. 2010, 10 (9), 3909.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  895
  • 文章访问数:  2060
  • HTML全文浏览量:  6
文章相关
  • 发布日期:  2011-10-27
  • 收稿日期:  2011-06-02
  • 网络出版日期:  2011-09-13
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章