什么是凝聚与絮凝理论

凝聚与絮凝理论

胶体或悬浮液中固体颗粒之间的相互作用,主要有以下几种。

(1) 颗粒间的范德华引力作用 范德华引力存在于一切分子、原子之间。分子间范德华引力作用主要有:伦敦(London)色散作用,德拜(Debye)诱导作用,基轰(Keeson)偶极作用。德拜诱导作用是永久偶极子与诱导偶极子之间的作用;基轰偶极作用是永久偶极子与永久偶极子之间的作用;伦敦色散作用是诱导偶极子与诱导偶极子之间的作用。除少数极性分子外,一般情况下,色散作用在上述三种作用中占支配地位。

悬浮液中的颗粒可以看作大量分子的集合体。同一物种颗粒间的范德华引力作用永远是相互吸引,介质的存在会使吸引作用减弱,介质的性质与颗粒的性质越接近,质点间的相互作用越弱。

(2) 双电层静电作用 固体颗粒表面因多种原因而带荷电,荷电颗粒表面吸引分散介质中的异性离子,排斥同名离子,在固-液相界面两侧产生电荷符号相反、数量相等的双层电荷分布结构。

同质颗粒间的静电排斥作用:带电的颗粒及双电层中的反离子作为一个整体属于电中性,只要彼此的双电层尚未交联,两个带电质点之间并不存在静电斥力。只有当质点接近到一定位置,它们的双电层发生重叠,改变了双电层的电势及电荷分布,就会产生排斥作用。

异质颗粒间的静电作用:两个相互作用的异质颗粒,其表面电位数量上可能不相等,吸引力或排斥力也不一定相等。即异质颗粒不存在同质颗粒间所固有的对称性。

(3) 溶剂化作用 颗粒表面的溶剂化膜的存在是溶剂化作用的来源。当两颗粒相互接近时,除分子吸引及静电排斥作用外,间距减小到溶剂化膜开始接触时,会产生一种溶剂化力或结构力。溶剂化力的表现形式,一是振荡周期与液体分子的直径有关,随距离增大而溶剂化力逐渐衰减;二是随着表面组分的溶剂化及溶剂分子在表面的定向排列溶剂化力逐渐增强。

(4) 疏水化作用 疏水化作用是发生在水中的疏水颗粒间的相互吸引作用,它与水化膜作用有密切关系,是由水化膜衍生出来的颗粒间的特殊作用。颗粒间疏水作用发生在10~25nm的范围内,其作用能较大,通常比颗粒间静电作用大10~100倍。

疏水颗粒表面由于界面水分子的相互缔合,致使体系自由能升高。为阻止体系的内能升高,颗粒周围的水分子将对颗粒产生强烈的“排斥”作用,迫使颗粒相互靠拢形成疏水聚团,或者逃出液相而在气-液界面聚集,尽量减小固-液界面,使体系自由能降低,这是疏水性作用能的重要组成部分。另一方面的疏水性作用能就是加入表面活性剂,有表面活性剂吸附层的颗粒接近到一定距离时,表面吸附层中的烃链发生穿插缔合作用,引起附加能量的变化,使颗粒相互靠拢形成疏水聚团。

(5) 位阻效应 (steric effect)位阻效应是有非离子表面活性剂,即有高分子絮凝剂存在的体系,吸附有高分子的颗粒相互靠近,使高分子吸附层开始接触、重叠,吸附物之间发生穿插,吸附层之间相互压缩,使胶体或悬浮液形成聚团。

(6) 高分子桥联作用 高分子聚合物借助于其长碳链的活性基团的作用,能够吸附在液相中的固体颗粒上;较长的线状结构及较多的可吸附于颗粒表面的基团;同一个分子的聚合物能够同时吸附在多个颗粒上,将颗粒联结在一起的作用称“架桥”或“桥联”作用 [10] 

版权声明:本篇文章(包括图片)来自网络,由程序自动采集,著作权(版权)归原作者所有,如有侵权联系我们删除,联系方式(QQ:452038415)。http://www.apmygs.com/2500.html
返回顶部