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聚丙烯酰胺混凝、絮凝与稳定性

日期:2019-12-6 10:10:05 来源:澳门新葡萄京所有网站

    聚丙烯酰胺去除胶体悬浮固体的机理如下:

    (1)电中和

    1.紧密吸附的反离子和反离子与正离子结合体的扩散区域,构成了水中悬浮颗粒表面的双电子层结构。这个双电层在一定的条件下具有确定的厚度。

    2.当电解质加入到悬浮液中,由于相反离子数目的增加,双电层的厚度变小。反离子浓度的增加降低了粒子的表面电势,颗粒间于是可以更容易地相互接近,混凝与絮凝可能性增加。

    3.这种方式的混凝是由电中和造成的,因为加入过量的反离子将原先的净电势转变为零电势。

    关于此机理还有两个更深层次的观点。

    首先,存在着一个临界浓度使双电层被充分地压缩并导致混聚的产生。这里的临界浓度通常是指临界凝聚浓度。

    第二点是关于不同阳离子在降低阴离子双电层厚度上的有效性。Shultz和Hardy发现离子表面所带的价电荷数对胶体的稳定性起主要作用。

    (2)补丁模型

    当低分子量高离子度的阳离子聚电解质与阴离子颗粒混合,聚合物的分子被认为完全地吸附在颗粒表面,并带上的部分正电荷补丁。这些补丁使其附着部位的阴离子电势反转,而其它部位仍然带负电荷。因此粒子整体上可能仍带负电。当带正电荷的补丁与没有被覆盖的负电荷区域相撞时,聚集现象就产生了。由此产生的混凝效果比由简单电解质引起的电中和现象更明显。

    (3)架桥模型

    由高分子量聚电解质引起的胶体絮凝现象被认为是由架桥机制引起的。在这种机制下,人们认为聚合物吸附在粒子表面的同时,将一系列的链环与链尾伸入液相当中。这些链环与链尾在双电层上的延伸性很好。当这些伸展的链环与链尾吸附在第二个粒子的负电荷表面时,絮凝现象就产生了。

    架桥作用的发挥取决于:粒子碰撞的频率(搅拌);双电层发生排斥与否。聚合物的电荷密度与分子量同样非常重要。更高的分子量提高了架桥作用,因为聚合物的分子链可以在水中更远地伸展并远离粒子表面。聚合物的电荷密度影响其对粒子表面的亲和性以及大分子与粒子结合的强度。

    (4)空间稳定性

    除了可以通过增加疏水悬浮物表面的电荷密度来稳定胶体体系外,还可以通过聚合物大分子的链环与链尾间的相互干扰来防止因粒子亲近而导致的絮凝。这些聚合物在自然状态下通常是非离子并且具有高的分子量。这种现象常常叫做保护胶体行为。

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