第四章界面现象.ppt

* 6 . 表面活性剂在固液界面上的吸附 （1）、吸附等温线 主要有三种形式 L型 S型 LS型 出现最高点是存在少量高活性杂质，在形成胶团前，杂质 的吸附使吸附量偏大，形在胶团后杂质加溶其中，使杂质浓 度下降。 （2）、影响因素 1）表面活性剂的性质 一般固体在水中表面上大多带负电，因此，更易吸附阳离 子表面活性剂。 表面活性剂链长增加，吸附越易，这是因为链长增加，极 性减少，在水中溶解度低，而对聚氧乙烯型表面活性剂，链 长增加极性增加，结果相反。 * 表面活性剂在固液界面上的吸附 2）固体的性质 固体可分为带电、极性和非极性，若固体表面带 电，易吸附反离子表面活性剂，如硅酸带负电，易 吸附阳离子表面活性剂，而对阴离子表面活性剂则 起排斥作用，极性固体表面遵循相似相吸原则。 聚氧乙烯型非离子表面活性剂可以通过分子中的 氧与硅酸表面的羟基形成氢键而被吸附。 3）温度 对离子型活性剂，温度升高使吸附量下 降，这可从溶解度随温度变化解释。 * 表面活性剂在固液界面上的吸附 对非离子型活性剂则相反 ，这是因为温度升高使 溶解度下降。 4）溶液的pH和离子强度 某些吸附剂的表面性质随pH而变化，可从原来 的电性变为相反的电性。因此，表面电性的改变 对不同类型的表面活性剂的吸附产生不同影响。 加入中性无机盐将改变溶液的离子强度，一般 情况下，将使吸附量上升，吸附等温线向低浓度 方向移动。 * 表面活性剂在固液界面上的吸附 （3）吸附层性质 1）润湿性 一旦表面活性剂在固体表面形成吸附层，憎水固体表面通过吸附，将改善其润湿性，如石蜡对水的接触角大于100°，而对表面活性剂的接触角降至0°，同样，固体亦可通过表面吸附使之变为憎水，而一些亲水固体表面通过活性剂的吸附后会先憎水再变为亲水，这预示着吸附层结构发生变化。 2）表面增溶 当表面吸附达到一定程度后，会把一些不具有吸附能力的物质带入吸附层，这称为表面加溶。 * 固液界面吸附的应用 固液界面吸附的应用 （1）水处理 对有阳离子的废水，如电镀废水，可采用硅土及某些粘土等吸附。对水的软化，脱盐，常用离子交换吸附 2RNa+CaCl2 R2Ca+2NaCl 软化 2RH+CaCl2 R2Ca+2HCl 脱盐 ROH+HCl RCl+H2O 用酸再生 R2Ca+2HCl 2RH+CaCl2 用碱再生 RCl+KOH ROH+KCl 经脱盐处理过的水称为“去离子水”。 * 固液界面吸附的应用 （2）洗涤 主要作用 a、当表面活性剂浓度远大于CMC时，以增溶 方式去降固体表面的油污。 b、当表面活性剂的HLB值适合于形成O/W乳状液时可使 油污被乳化。 c、润湿 若洗涤剂可良好润湿底物，则可将油污从底物表 面置换除去。若污垢为固体，则应设法减少γ垢-水和γ底- 水以使△G变得更负， △G=γ垢-水+γ底-水-γ垢-底 2、选矿 矿物+表面活性剂→ 吸附 * 常用吸附剂介绍 吸附剂的物理结构参数 密度、比表面积、孔体积、平均孔半径、孔径分布、粒度 常见吸附剂 （1）硅胶 硅胶是无定型氧化硅水合物，为极性吸附剂，主要用做干燥剂，催化剂载体，可自非极性溶剂中吸附极性物质 * （2）活性炭 活性碳——多孔型性含碳物质，主要由各种有机物质（木、煤、果核、果壳等）经炭化何活化制成。 活性碳具有高度发达的孔隙结构，良好的化学稳定性和机械强度。 应用于化学工业、环境保护、食品工业。 例：有毒气体的吸附、各类水溶液的脱色、除臭、水质净化、食品及药物精制等的各种废水处理。 * （3）吸附树脂（树脂吸附剂） 吸附树脂是一种不含离子交换集团基团的高交联度体型高分子珠粒子，其内部具有许多分子水平的孔道，提供扩散通道和吸附场所，具有吸附作用。 特点：（1）容易再生，可反复使用；（2）吸附树脂的化学结构和物理结构较容易人为控制，可根据不同需要合成结构和性能不同的树脂，因此应用范围广。 应用领域：废水处理；药物提纯、化学试剂的提纯、医学分析、急性药物中毒处理，特殊载体等，特殊高性能的吸附树脂在废水有效处理的同时，实现了废物的资源化。 例：（1）含酚废水的处理（2）染料中间体生产中的废水处理 * （4）黏土 黏土经风华作用形成，组成黏土矿的元素是硅、氧和铝，黏土中还含有石灰石、石膏、氧化铁和其它盐类。 黏土具有晶体结