ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние ионов кальция на эффективность удаления бактериофага Е. oli Ti с помощью песчаных фильтров из "Химия промышленных сточных вод" Многие промышленные и природные водные системы, подвергаемые очистке, содержат суспензии частиц, различных по составу, размеру и форме. Коагуляция таких систем представляет большой практический интерес. Вместе с тем вопросам устойчивости ц коагуляции смешанных дисперсных систем уделяется значительно меньше внимания, чем устойчивости простых коллоидных суспензий. [c.64] Начиная с работ Дерягина [8] (1954), в ряде теоретических работ 9—-12] изучалась гетерокоагуляция, исходя из перекрывания неоднородных двойных электрических слоев, причем особое внимание обращалось на разработку количественных моделей для описания факторов устойчивости смесей частиц разного происхождения [13—16]. Было доказано, что применение этих теоретических моделей к реальным системам, таким, как сточные воды, подлежащие очистке, в лучшем случае чрезвычайно затруднено, а в некоторых случаях и бесполезно. [c.65] Для оценки общей устойчивости многокомпонентных коллоидных суспензий необходимо изучить влияние различных параметров, таких, как концентрация частиц золя, различие в электрических потенциалах и размерах частиц, а также природа и состав химических добавок. Были изучены двух- и трехкомпонентные смеси, содержащие частицы латекса поливинилхлорида, кремневой кислоты и гидроксидов хрома и алюминия [17—19]. Эти золи выбраны благодаря их технологической важности или потому, что они представляли собой модельные суспензии, которые были подробно изучены как однокомпонентные системы. [c.65] В настоящей главе обобщены результаты некоторых исследований специально полученных смешанных дисперсных систем, причем особое внимание уделено системам, частицы которых различаются по химическому составу или свойствам. [c.65] Наибольшие успехи достигнуты при изучении свойств однокомпонентных коллоидных суспензий. Представленную здесь работу можно считать дальнейшим развитием теории устойчивости и коагуляции коллоидных суспензий, так как она демонстрирует возможность исследования достаточно сложных по составу смесей и, в частности, природных и промышленных водных систем, подлежащих очистке. [c.65] Разработка количественной теории устойчивости и коагуляции коллоидных систем, в частности, теории ДЛФО (теория Дерягина — Ландау — Фервея — Овербека) [20—21] привела, начиная со второй мировой войны, к росту числа исследований различных коллоидных систем. [c.65] Полученная информация позволяет раскрыть сложную природу сил взаимодействия, имеющих место в коллоидных системах. [c.66] При изучении устойчивости обычных промышленных и природных коллоидных систем необходимо учитывать, что они могут содержать огромное число растворенных частиц, которые в значительной мере могут влиять на свойства систем [28]. Водные системы, содержащие гидролизующиеся поливалентные электролиты, представляют особый интерес, поскольку в них наиболее сильно проявляется взаимодействие среды с частицами, обладающими различными поверхностными свойствами. Кроме того, при изменении pH в таких системах может произойти осаждение гидроксида металла. Эти явления использованы, например, при коагуляционной очистке воды солями алюминия или железа 1[32, 33]. Приведенные выше представления относятся в основном к простым коллоидным системам, но они могут быть приняты во внимание и для объяснения устойчивости смешанных дисперсных систем. [c.66] Хогг и др. [14] разработали простую математическую модель, позволяющую описывать взаимодействие неоднородных двойных электрических слоев. Хотя принятая ими модель имеет ограничения [17], она все же может быть использована для описания поведения бинарных коллоидных систем, особенно при наличии в них противоположно заряженных частиц. Хиели с сотр. [34] при работе с бинарными смесями оксидов нашли, что для полного описания таких систем необходимо учитывать частичную растворимость одного из твердых веществ с последующей адсорбцией растворенных частиц на поверхности второго коллоида. Доказано, что при исследовании более сложных многокомпонентных коллоидных смесей, содержащих два или более типа частиц, необходимо изучить взаимодействия частиц в растворе с каждым видом поверхности. [c.66] Изучение устойчивости золя кремневой кислоты показало, что дестабилизация его простыми электролитами не подчиняется правилу Шульце —Гар-ди, но сопровождается обменом протонов поверхностных групп =SiOH на противоионы [38—40]. Установлено, что для быстрой коагуляции этого золя требуется определенное эквивалентное количество противоионов в поверхностном слое, которое зависит от pH. Обменная емкость кремневой кислоты для Na+ была определена при pH 10 [40]. При достаточно высоком значении pH критические концентрации коагуляции (к. к. к.) одно-, двух- и трех-валентными электролитами не зависят от pH, и эти значения к. к. к. для золя кремневой кислоты соответствуют к. к. к. для таких гидрофобных золей, как латекс ПВХ. [c.67] На рис. 5.1 показана зависимость некоторого параметра размера частиц а, пропорционального радиусу частиц, от времени облучения золя параллельным лучом света с длиной волны Яо=514 нм. Параметр а равен 2ятг/А,о, где г радиус частиц, т — отражательный индекс частиц н диилерсной среде, отнесенный к отражательному индексу в вакууме. Так как частицы исследуемого золя сферические, что было определено с помощью электронного микроскопа, данные, представленные на рис. 5.1, могут быть объяснены дегидратацией гидроксида [19]. [c.68] Взаимодействие между частицами в смешанных дисперсных системах изучали методами, основанными на рассеянии света и микроэлектрофорезе. Эти методы описаны в работе [19]. Для определения свойств описанных здесь коллоидных систем были использованы также электронная микроскопия и атомно-абсорбционная спектроскопия. [c.68] Устойчивость латекса ПВХ и золя гидроксида хрома (П1) определяли по наличию или отсутствию эффекта Тиндаля. [c.68] Все используемые в экспериментах соли являлись реактивами наивысшего качества. Растворы и суспензии готовили с применением бидистиллирован-ной воды. Вторую перегонку воды проводили в дистилляторе, изготовленном полностью из стекла пирекс. Описанные в этой главе эксперименты выполняли при комнатной температуре (25 °С). [c.68] На рис. 5.2 показана зависимость от pH критической концентрации коагуляции двух одновалентных противоионов, Na+ и К+, для латекса ПВХ (1), золя кремневой кислоты (2) и бинарной системы из этих двух золей (5) к. к. к. смеси определяли через 24 ч после смешения золей. Системы коагулируют в условиях, соответствующих части плоскости на рис. 5.2 с заштрихованной стороны каждой прямой. Отрезки, показывающие разброс экспериментальных данных для смешанной системы, характеризуют воспроизводимость определения к. к, к. (вертикальный отрезок) и соответствующих критических значений pH (горизонтальные отрезки). Концентрации золя были выбраны так, чтобы получались хорошо измеримые аналитические сигналы. [c.69] Вернуться к основной статье