耐鹽水基泡沫的性能及在重金屬污染治理中的應(yīng)用.pdf

1、如今隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重，發(fā)展有效的技術(shù)治理水和土壤中的重金屬污染迫在眉睫。泡沫分離法被認(rèn)為是一種行之有效的治理重金屬污染的方法，對(duì)水基泡沫的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。水基泡沫一般由表面活性劑的溶液產(chǎn)生，在重金屬離子引起環(huán)境污染的情況下，重金屬離子增多引起水的礦化度增大，因此選擇既耐鹽性強(qiáng)，又與重金屬離子有強(qiáng)烈相互作用，并且綠色環(huán)保的表面活性劑形成水基泡沫，是相關(guān)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本論文優(yōu)選新型綠色環(huán)保表面活性

2、劑生成水基泡沫去除水溶液中的重金屬離子，去除效果顯著，并且利用等溫滴定量熱法、Zeta電勢(shì)等手段對(duì)機(jī)理進(jìn)行了探討，取得的認(rèn)識(shí)為今后采用水基泡沫治理重金屬離子引起的環(huán)境污染提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。本論文還對(duì)高鹽條件下表面活性劑復(fù)配體系的泡沫性質(zhì)進(jìn)行了研究，優(yōu)選出起泡能力強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性適中的體系，發(fā)現(xiàn)在這些體系中形成了囊泡締合結(jié)構(gòu)，其在提高原油采收率、治理土壤污染和日化領(lǐng)域均有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本研究分為兩個(gè)部分：第一部分為優(yōu)選

3、高抗鹽新型表面活性劑生成水基泡沫去除水溶液中的重金屬離子。采用一種新型的陰-非表面活性劑十三烷醇聚醚-4-羧酸鈉(AEC)生成水基泡沫，用Foamscan測(cè)定表面活性劑生成的水基泡沫的泡沫性質(zhì)。分別考察了表面活性劑/重金屬離子的摩爾比、表面活性劑濃度和pH對(duì)水溶液中重金屬離子去除效率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在較大的表面活性劑濃度范圍內(nèi)，水溶液中重金屬離子的去除效率均在90％以上，在適宜條件下去除效率達(dá)到99.8％。測(cè)定在AEC溶液中生成的

4、單個(gè)氣泡的Zeta電勢(shì)值，證明AEC表面活性劑的陰離子基團(tuán)與重金屬離子的結(jié)合，并且采用傅里葉變換紅外和等溫滴定量熱法證明兩者有確定的相互作用，確定了水劑泡沫去除重金屬離子的機(jī)理。第二部分在高礦化度條件下，對(duì)一系列單一表面活性劑及表面活性劑復(fù)配體系的泡沫性質(zhì)進(jìn)行了研究，利用Foamscan、手搖法、搖床法等測(cè)定了泡沫的起泡能力、穩(wěn)定性及其它性質(zhì)，優(yōu)選出起泡性好，泡沫穩(wěn)定性適中的單一表面活性劑或者復(fù)配體系。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，溶液呈乳白色渾濁，

5、但相態(tài)比較穩(wěn)定，具有優(yōu)良的乳化能力和良好的泡沫性質(zhì)，利用透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)該體系形成了囊泡結(jié)構(gòu)。該體系在提高原油采收率、治理土壤污染和日化領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用前景。
　　本研究主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：⑴利用一種新型的陰-非表面活性劑十三烷醇聚醚-4-羧酸鈉生成的水基泡沫去除水溶液中的Cd2+，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，利用泡沫分離法去除水溶液中的Cd2+效率能達(dá)到99.8％，并且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。⑵采用Zeta電位儀、等溫滴定量熱