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第52卷第2期化工机械215

D0I:10.20031/ki.0254-6094.202502005

纳米气泡发生原理的应用分析

蔡凯樾！张晓²陈小聪！张敬红丨张玉玲1

（1.华北电力大学环境科学与工程系；2.华润电力（沧州运东）有限公司）

摘要综述了基于水力空化、超声空化、压力变化以及电化学等常见发生原理产生纳米气泡的理化参

数，重点阐述了相应纳米气泡发生原理的应用研究近况，总结了不同应用领域下最适用的纳米气泡发生

原理。同时提及了具有应用前景的新型纳米气泡发生原理，如激光诱导法等。通过分析不同纳米气泡发

生原理的应用研究现状，提出应将纳米气泡的发生和应用作为未来的重点研究方向。

关键词纳米气泡纳米气泡特性纳米气泡发生原理纳米气泡应用

中图分类号TQ016.5文献标志码A文章编号0254-6094(2025)02-0215-10

纳米气泡（Nanobubble）又称超细气泡,2017

200nm较高浓度的氮气、气纳米气泡,辅助医

年，国际标准组织(ISO)将其定义为直径小于疗作用显著[14]。

1μm的充气气泡[1。相较于尺寸较大的微气泡，针对不同应用需求，如何选择最适宜的气泡

纳米气泡具有独特的理化特性，如高稳定性、高发生原理至关重要[6.15-17]。虽已有不少的学者研究

了不同发生原理产生纳米气泡的理化特性，但少

传质效率、表面疏水性等[2~5]。其应用领域广泛,在

污水处理、矿物浮选、农作物培植、食品加工等领有人论及其相应的应用领域。因此文中首先综述

域应用相对成熟，潜在应用拓展迅速[6-1]。不同应了近几年来不同发生原理产生纳米气泡的理化

用场景对气泡的理化特性要求不同，针对性地开特性，然后根据不同发生原理产生纳米气泡的特

发纳米气泡发生设备更有利于该技术优势的发点及不同应用领域对气泡的需求,进一步归纳总

挥。结出适用于不同应用领域的纳米气泡的发生原

不同原理的发生器所产生的气泡粒径、浓度理，推动纳米气泡发生技术在各个领域的应用。

和适用气体不同。MICHAILIDIED等利用文丘合适的纳米气泡发生原理能够为纳米气泡发生

里管结构开发了一种能持续运行的新型纳米气技术在农业、工业及水处理等领域的应用提供重

泡发生器，该发生器能够产生尺寸在500nm左要的基础，为解决各种现实问题提供更多有效的

途径。

右的氧气纳米气泡，能够持续为农作物供氧[12]；

YADAVG等利用电解反应设计了一种简单的纳1水力空化发生原理及应用领域

米气泡电解发生器，该发生器能够产生高浓度的水力空化[18,19]即通过改变流体的流速来引起

粒径为200nm左右的纳米气泡，在制备氢健康压力变化，进而产生气泡的现象，它通常由文丘

饮用水过程中，该气泡提高了氢水氢浓度和氢气里管结构、流或者剪切应力来实现。基于水力

溶存期[13]XUW等利用压缩减压法开发了一种空化的发生器能产生1μm以下的纳米气泡，浓

小型纳米气泡发生器，该发生器能够产生100~度高达10°个/mL,这些气泡均具有较高的传质效

基金项目：国家自然科学基金（批准号资助的课题；华润电力科技研发项目（批准号：CRP-RD-LX-2024-

15)资助的课题。

作者简介：蔡凯樾（1999-），硕士研究生，从事环境科学与工程方面的研究。

通讯作者：张玉玲（1977-），教授，从事能源电力过程微纳米气泡技术、污水处理