胶体与表面化学在实际中的应用 页码，3/5 拉斯方程一= 下（。为表面张力，r为气泡的曲率半径)。可知：a.气泡半径越小，泡 内所受附加压力越大，空气分子对气泡膜的碰撞也越刷烈，因此，要获得稳定的微细气泡，就要有 足够牢度的气泡膜，水中存在高分子长链物质，有助于增强气泡膜的牢度：b.在附加压力P不变的 情况下，如能降低表面张力。则气泡半径，可进一步缩小，由于气泡小，浮速小，对水体的搅动世 小，因此不会撞碎絮粒，气泡越小，同体积的空气形成的气泡数也越多，因此气泡与絮粒碰撞粘附 的机会也越多，投加表面活性剂，可以降低水的表面张力，从而进一步缩小气泡尺寸：c.如果水中 增加了溶解性无机盐，则会使表面张力提高，结果相同半径的气泡因附加压力增大而使气泡容易 裂或并大 水中气泡粉碎得越细（意味着外加功越小）。它们的比表面积也就越大，具有的自由界面能世 就越多，越显出热力学的不稳定性。因此，它们具有吸附水中物质，特别是吸附性能强或僧水性好 的物质，而降低其表面能的趋势。 2.气泡与水中杂质絮粒的粘附 a.气泡与憎水性颗粒杂质的粘附 由于微细气泡具有更多的自由界面能，而且可能带有憎水性能。因此，它力求吸附憎水性好的 物质而降低其界面能。由于憎水性颗粒杂质对水分子的引力小于水分子自身的引力，所以当其趋近 微气泡时，表面的水分子不断地被拉走，直至与微气泡粘附为止。此时，它们的急比界面能减小 了，减小的能量即转化为挤开气泡外膜（流动层）所作的功 当气泡与颗粒杂质粘附后， 相互作用 的各比界面张力必须平衡，由此可得颗粒杂质表面的憎水性越强，碰撞时，就越有可能粘附于气泡 上，同时也越有可能在它的表面形成自水中析出的气泡。 b.气泡与絮粒的碰撞粘附作用 气泡和絮粒的粘附主要由以下三种因素综合作用的结果 ()气泡与絮粒的碰撞粘附作用 由于絮粒和微气泡都带有一定的僧水性能，它们的比表面又都很大，并且都有过剩的自由界面 能。因此，它们都有相互吸附而降低各自表面能的倾向，在一定的水力条件下，具有足够动能的微 气泡和絮粒相互撞击时，彼此挤开对方结合力较弱的外层水膜而靠近，当排列有序的气泡内层水膜 碰到寥拉的别余赠水基闭（句括活性较大的脱稳胶拉）时，相互通过分子间的范德华力而粘附，由 于絮粒柔软而易变形 而微气泡膜又有 定的弹性。因此 者之间的碰撞是软碰撞，碰撞后， 粒与气泡实现多总粘附，粘附总越多，粘附得越多粘附得越牢。为此，絮粒的尺寸不能太小，剩余 僧水基团不能太少，否则在上浮过程中，气泡容易与絮粒脱离，从而影响气浮净水的效果。 (ⅱ)絮粒的网捕包卷和架桥作用 动能较大的微气泡撞讲大氨粒网络结构的凹槽中，被游动的塑拉所句卷 两絮粒互撞结大时 将游离在中间的自由气泡网捕进去 已粘附者气泡的絮粒之间互撞时通过絮粒、气泡或者两者的吸附架桥而结大成为夹泡性带气絮 粒。 (ⅱ)表面活性剂参与作用 水中存在表面活性剂时，往往会影粒的水性能以及微气泡的大小和牢度，当表面活 性剂的剂量适中时，絮粒的附加憎水基团增加，憎水性能得以加强，从而能提高气泡的粘附牢度及 其数量，使原先粘附不牢的带气絮粒因粘附性能的改善而得以去除，并因此而提高了气浮净水的刘 果，但如果表面活性剂的剂量过量时，则其所起的作用恰恰相反。因为过量的表面活性剂会在水中 形成大量的胶囊，这些胶囊是亲水性胶团它能稳定地存在水中，这些胶囊如果粘附在絮粒的亲水基 团上，将使絮粒的亲水性能增强。同时，大量游离的表面活性剂粘附到絮粒的憎水基闭上，亦使絮 粒的附加亲水性大为增加。另一方面，由于气泡周围粘附了大量的表面活性剂而使气泡变为亲水 i //E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg07.htm 2008-4-22拉斯方程—— （ 为表面张力， 为气泡的曲率半径）。可知：a.气泡半径越小，泡 内所受附加压力越大，空气分子对气泡膜的碰撞也越剧烈，因此，要获得稳定的微细气泡，就要有 足够牢度的气泡膜，水中存在高分子长链物质，有助于增强气泡膜的牢度；b.在附加压力 不变的 情况下，如能降低表面张力 则气泡半径 可进一步缩小，由于气泡小，浮速小，对水体的搅动也 小，因此不会撞碎絮粒，气泡越小，同体积的空气形成的气泡数也越多，因此气泡与絮粒碰撞粘附 的机会也越多，投加表面活性剂，可以降低水的表面张力，从而进一步缩小气泡尺寸；c.如果水中 增加了溶解性无机盐，则会使表面张力提高，结果相同半径的气泡因附加压力增大而使气泡容易破 裂或并大。 水中气泡粉碎得越细（意味着外加功越小）。它们的比表面积也就越大，具有的自由界面能也 就越多，越显出热力学的不稳定性。因此，它们具有吸附水中物质，特别是吸附性能强或憎水性好 的物质，而降低其表面能的趋势。 2．气泡与水中杂质絮粒的粘附 a.气泡与憎水性颗粒杂质的粘附 由于微细气泡具有更多的自由界面能，而且可能带有憎水性能。因此，它力求吸附憎水性好的 物质而降低其界面能。由于憎水性颗粒杂质对水分子的引力小于水分子自身的引力，所以当其趋近 微气泡时，表面的水分子不断地被拉走，直至与微气泡粘附为止。此时，它们的总比界面能减小 了，减小的能量即转化为挤开气泡外膜（流动层）所作的功。当气泡与颗粒杂质粘附后，相互作用 的各比界面张力必须平衡，由此可得颗粒杂质表面的憎水性越强，碰撞时，就越有可能粘附于气泡 上，同时也越有可能在它的表面形成自水中析出的气泡。 b.气泡与絮粒的碰撞粘附作用 气泡和絮粒的粘附主要由以下三种因素综合作用的结果。 （ⅰ）气泡与絮粒的碰撞粘附作用 由于絮粒和微气泡都带有一定的憎水性能，它们的比表面又都很大，并且都有过剩的自由界面 能。因此，它们都有相互吸附而降低各自表面能的倾向，在一定的水力条件下，具有足够动能的微 气泡和絮粒相互撞击时，彼此挤开对方结合力较弱的外层水膜而靠近，当排列有序的气泡内层水膜 碰到絮粒的剩余憎水基团（包括活性较大的脱稳胶粒）时，相互通过分子间的范德华力而粘附，由 于絮粒柔软而易变形，而微气泡膜又有一定的弹性。因此，二者之间的碰撞是软碰撞，碰撞后，絮 粒与气泡实现多总粘附，粘附总越多，粘附得越多粘附得越牢。为此，絮粒的尺寸不能太小，剩余 憎水基团不能太少，否则在上浮过程中，气泡容易与絮粒脱离，从而影响气浮净水的效果。 （ⅱ）絮粒的网捕包卷和架桥作用 动能较大的微气泡撞进大絮粒网络结构的凹槽中，被游动的絮粒所包卷。 两絮粒互撞结大时，将游离在中间的自由气泡网捕进去。 已粘附着气泡的絮粒之间互撞时通过絮粒、气泡或者两者的吸附架桥而结大成为夹泡性带气絮 粒。 （ⅲ）表面活性剂参与作用 水中存在表面活性剂时，往往会影响絮粒的憎水性能以及微气泡的大小数量和牢度，当表面活 性剂的剂量适中时，絮粒的附加憎水基团增加，憎水性能得以加强，从而能提高气泡的粘附牢度及 其数量，使原先粘附不牢的带气絮粒因粘附性能的改善而得以去除，并因此而提高了气浮净水的效 果，但如果表面活性剂的剂量过量时，则其所起的作用恰恰相反。因为过量的表面活性剂会在水中 形成大量的胶囊，这些胶囊是亲水性胶团它能稳定地存在水中，这些胶囊如果粘附在絮粒的亲水基 团上，将使絮粒的亲水性能增强。同时，大量游离的表面活性剂粘附到絮粒的憎水基团上，亦使絮 粒的附加亲水性大为增加。另一方面，由于气泡周围粘附了大量的表面活性剂而使气泡变为亲水 r PS 2σ = σ r PS σ r 胶体与表面化学在实际中的应用 页码，3/5 file://E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg07.htm 2008-4-22