气液传质广泛存在于工业领域中,强化气液传质不仅可以提高系统的传质效率,降低传质设备的尺寸,而且可以减少传质过程中的能耗,实现低能耗高效率的生产。通过在基液中添加纳米颗粒来强化气液传质的方法已经从众多的宏观实验中得到了证实,但是对于强化传质过程中纳米颗粒的微观特性并未准确地掌握,影响了对气液传质过程的深入研究。因此有必要通过可视化实验来观察其在气液传质过程中的运动状态,研究其对气液传质过程的影响规律,从微观上分析其强化气液传质的机理。首先,本文对于实验所用的全内反射荧光显微镜(Total Internal Reflection Fluorescence microscope,以下简称TIRF)实验台的构成及其隐失波的原理进行了简单地介绍,重点分析了基于MATLAB算法编写的用于对实验所得图像进行数值处理的图像处理程序和实验中所存在的误差。由于纳米流体的粘度对纳米颗粒布朗运动的影响很大而且可以通过纳米流体粘度的变化来分析对纳米颗粒布朗运动的影响规律,所以实验中首先通过旋转式NDJ-8S粘度计测量了不同实验条件下纳米流体的粘度并分析了固含量、粒径、温度以及材料属性对纳米流体粘度的影响,然后,在TIRF实验台上针对不同实验条件下纳米颗粒强化亚硫酸钠吸收氧气的过程中近壁面气液传质边界处的纳米颗粒的布朗运动进行了可视化观测,并使用图像处理程序对所拍摄的实验图像进行处理,结合粘度的变化分析了固含量、粒径、材料属性与纳米颗粒布朗运动的关系。为了进一步研究纳米颗粒布朗运动对气液传质的影响,在TIRF实验台上进行了纳米颗粒强化亚硫酸钠吸收氧气的实验并结合其过程中纳米颗粒布朗运动的变化分析了固含量、粒径、材料属性对氧气传质系数的影响规律,建立了纳米颗粒布朗运动和传质系数之间的联系,从微观上分析了纳米颗粒布朗运动对气液传质的影响。