CN105344647B - 一种冰核采样膜片的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冰核采样膜片的清洗方法，该方法包括以下步骤：将冰核采样膜片置于二氯甲烷纯溶液中超声清洗3‑5次，每次3‑10分钟；然后将冰核采样膜片置于稀盐酸溶液中超声清洗3‑10分钟；再将冰核采样膜片置于热的超纯水中超声清洗2‑4次，每次3‑10分钟；用纯氮气将冰核采样膜片吹干；将吹干后的冰核采样膜片于40‑120℃下烘烤10‑30分钟。采用本发明清洗方法能有效清洁冰核采样膜片、且能延长冰核采样膜片的使用寿命。

Description

一种冰核采样膜片的清洗方法
技术领域
本发明涉及大气科学领域，特别涉及为云物理和人工影响天气研究大气冰核或者冰晶的设备提供采样膜的清洗方法。
背景技术
大气冰核就是指大气中可以引起水汽蒸发产生凝华或过冷水滴产生冻结而形成冰晶的气溶胶粒子。大气冰核可以通过以下四种途径形成冰晶:水汽在大气冰核上凝华直接形成冰晶被称为凝华核化、大气冰核先形成水滴而后冻结形成冰晶被称为凝结冻结核化、大气冰核与过冷水滴接触导致冻结而形成冰晶被称为接触冻结核化、大气冰核原来位于过冷却水滴之中冻结而形成冰晶被称为浸润冻结核化。大气冰核对云、降水和气候效应有着重要的影响；是云物理和人工影响天气研究的一个基本研究方向。因此国内外许多研究者，都对大气冰核特性进行了研究。一般采用的研究手段是利用云室分析大气冰核特性，目前我国较为先进的具有温度和湿度校正系统的冰核云室是：用于大气冰冰核活化计数的云室及云室系统（专利号：201210150601.1）。而该系统研究冰核，需要先将大气冰核采集至清洁的冰核采样膜片（硅晶片）上，然后送至云室研究。冰核采样膜片通过清洗，反复使用。
冰核采样膜片的清洗的洁净程度，直接影响实验的数据的准确性。而冰核采样膜片的使用过程中会积聚大气中的尘埃、碳粒、油脂、微生物及其某些杂质离子等污染物，这些污染物会影响后续观测数据质量，严重时会造成后续实验的失败。因此，要尽消除冰核采样膜片上的污染物，恢复采样膜片的清洁特性，保证冰核采样的正常运行的关键；同时，由于是采用物理和化学清洗，特别是酸等腐蚀性溶解，会与冰核采样膜片的硅晶成分发生反应，从而对其表面造成损伤，严重影响后续实验的研究结果的质量。
一般在化学实验室，清洗玻璃类制品时，若要清洗干净玻璃类制品，通常采用强酸强碱浸泡超声清洗。如果冰核采样膜片的清洗也采用这种方法，虽然能够清洗干净污垢，但是强酸强碱会损伤，采样片的镜面，严重影响后续实验的准确性。而工业上，在玻璃镀膜工艺前也需要清洗，若冰核采样膜片也采用这种清洗方法，虽能清洗干净，但需要大型清洗设备和大量的清洗液，耗电耗时，对环境污染严重。
因此需要一种合适的方法，消除冰核采样膜片的污染物达到后续实验要求和尽可能延长冰核采样膜片的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能有效清洁冰核采样膜片、且能延长冰核采样膜片的使用寿命的清洗方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种冰核采样膜片的清洗方法，包括以下步骤：
（1）将冰核采样膜片置于二氯甲烷纯溶液中超声清洗3-5次，每次3-10分钟；
（2）将步骤（1）清洗后的冰核采样膜片置于稀盐酸溶液中超声清洗3-10分钟；所述稀盐酸的质量百分浓度为5-20%；
（3）将步骤（2）清洗后的冰核采样膜片置于热的超纯水中超声清洗2-4次，每次3-10分钟；所述热的超纯水温度为40-80℃；
（4）用纯氮气将步骤（3）清洗后的冰核采样膜片吹干；
（5）将吹干后的冰核采样膜片于40-120℃下烘烤10-30分钟。
具体步骤如下：
第一步，先将冰核采样膜片放在耐腐框架上，浸入二氯甲烷溶剂内，封口，超声清洗3-10分钟；二氯甲烷为纯溶液（浓度99.9%以上）；重复进行3-5次操作，每次都更换二氯甲烷溶剂；优选4次，每次清洗时间5分钟；
第二步，将耐腐框架与冰核采样膜片，浸入稀盐酸溶液中，封口，超声清洗3-10分钟，优选5分钟；稀盐酸的质量百分比浓度为5-20%，优选为5%；
第三步，将耐腐框架与冰核采样膜片，浸入室温的超纯水中，超声清洗3-10分钟，优选5分钟；（防止第二步残留的盐酸在第四步热的超纯水中挥发）
第四步，将耐腐框架与冰核采样膜片，浸入热的超纯水中，超声清洗3-10分钟；所述的热的超纯水，温度为40-80℃，优选为60℃；重复进行2-4次操作，每次都更换热的超纯水，优选重复清洗次数为3次，每次清洗时间5分钟；
第五步，将耐腐框架与冰核采样膜片，浸入室温的超纯水中，超声清洗3-10分钟，优选5分钟； （防止直接从第四步到第六步直接改变相，从热的液态，进入冷的气态环境，热胀冷缩损坏采样膜片）
第六步，用纯氮气将冰核采样膜片吹干；
第七步，将冰核采样膜片，放在洁净烘箱中烘烤10-30分钟；所述的烘烤温度为40-120℃，优选60℃烘烤20分钟。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明通过二氯甲烷溶解冰核采样膜片上的油、脂等有机污染物，通过稀盐酸清除其他污染物，利用热的超纯水可以有效的去除冰核采样膜片表面残留的二氯甲烷和稀盐酸，无需使用强酸强碱，可以保证冰核采样的表面不受破坏。
2、本发明清洗方法操作简单、流程较短，不需要大的清洗装置和大量的清洗液，且能有效地消除冰核采样膜片的污染，恢复冰核采样膜片的性能，保证冰核采样膜片的后续实验使用，尽可能延长了冰核采样膜片的使用寿命。
附图说明
图1为本发明清洗方法的流程图；
图2为本发明采用的不锈钢架的结构示意图。
图中，1-支架，2-固定片，3-凹槽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明
实施例一
应用本发明提供的清洗方法，对直径45mm，厚度为1mm，单镜面冰核采样膜片进行清洗，如图1所示，具体步骤如下：
1) 先将冰核采样膜片放置在316L不锈钢架（如图2所示，该不锈钢架包括支架1和两片固定片2，支架1由四根平行支柱围成矩形，固定片2垂直固定在四根支柱中间。固定片2上设有均布多个凹槽3，冰核采样膜片通过对应的凹槽3固定在两片固定片2之间，可多个冰核采样膜片同时进行清洗）上，放入分析纯质量浓度为99.99%的二氯甲烷溶剂中，密闭，超声清洗5分钟；更换二氯甲烷溶剂，重复操作4次；
2） 将冰核采样膜片和钢架，浸入质量百分浓度为8%的稀盐酸溶液中，密闭，超声清洗5分钟；
3） 将冰核采样膜片和钢架，浸入室温的超纯水中，超声清洗5分钟；
4） 将冰核采样膜片和钢架，浸入60℃的超纯水中，超声清洗5分钟；更换60℃的超纯水，重复3次；
5） 将冰核采样膜片和钢架，浸入室温的超纯水中，超声清洗5分钟；
6） 用纯度为99.9%的氮气，将冰核采样膜片吹干；
7） 将冰核采样膜片，放在洁净烘箱中烘烤20分钟；烘烤温度60℃。
实施例二
本实施的第二步，采用质量百分浓度为15%稀盐酸溶液，进行超声清洗，其余步骤及条件与实施例一相同。
实施例三
本实施的第七步，采用烘烤温度为50℃，其余步骤及条件与实施例一相同。
实施例四
1) 先将冰核采样膜片放置在316L不锈钢架上，放入分析纯质量浓度为99.99%的二氯甲烷溶剂中，密闭，超声清洗5分钟；更换二氯甲烷溶剂，重复操作4次；
2） 将冰核采样膜片和钢架，浸入质量百分浓度为5%的稀盐酸溶液中，密闭，超声清洗5分钟；
3） 将冰核采样膜片和钢架，浸入60℃的超纯水中，超声清洗10分钟；更换60℃的超纯水，重复4次；
4） 用纯度为99.9%的氮气，将冰核采样膜片吹干；
5） 将冰核采样膜片，放在洁净烘箱中烘烤20分钟；烘烤温度60℃。
将实施例一至四清洗后的冰核采样膜片用于云室中观察，无干扰粒子，确保了表面的清洁度和光洁度，保证了后续实验使用。

Claims (7)

1.一种冰核采样膜片的清洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将冰核采样膜片置于二氯甲烷纯溶液中超声清洗3-5次，每次3-10分钟；
（2）将步骤（1）清洗后的冰核采样膜片置于稀盐酸溶液中超声清洗3-10分钟；所述稀盐酸的质量百分浓度为5-20%；
（3）将步骤（2）清洗后的冰核采样膜片置于室温的超纯水中超声清洗3-10分钟，然后再置于热的超纯水中超声清洗2-4次，每次3-10分钟；所述热的超纯水温度为40-80℃；
（4）用纯氮气将步骤（3）清洗后的冰核采样膜片吹干；
（5）将吹干后的冰核采样膜片于40-120℃下烘烤10-30分钟。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述冰核采样膜片在清洗过程中均放置于耐腐框架上。
3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（1）中采用二氯甲烷纯溶液进行超声清洗的次数为4次，每次5分钟。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（2）中稀盐酸的浓度为5%，清洗时间为5分钟。
5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（3）中采用热的超纯水进行超声清洗的次数为3次，每次5分钟；所述热的超纯水温度为60℃。
6.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（5）中烘烤温度为60℃，时间为20分钟。
7.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述采用室温的超纯水进行超声清洗的时间为5分钟。
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