《水體顆粒物的特性與加工工藝》詳細(xì)闡述了水體中顆粒物的膠體特性及測定方法、膠體表面電荷及顆粒間作用、顆粒聚集動(dòng)力學(xué)、混凝與絮凝、典型顆粒物分離方法等。
《水體顆粒物的特性與加工工藝》可供從事礦物加工工程、環(huán)境科學(xué)與工程、化學(xué)工程等領(lǐng)域的科研技術(shù)人員閱讀參考,也可作為高校相關(guān)課程的教學(xué)用書或參考教材。
膠體與界面化學(xué)是研究膠體分散體系,特別是溶液體系下膠體顆粒和界面現(xiàn)象的一門科學(xué)。膠體現(xiàn)象非常廣泛和復(fù)雜,無論是在工業(yè)生產(chǎn),還是在日常生活的衣、食、住、行等各個(gè)方面,均會(huì)遇到與膠體顆粒和膠體化學(xué)有關(guān)的各種問題,如水體污染物治理、礦物浮選、功能與復(fù)合材料等,與國家資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)和人民生活等方面都密切相關(guān)。
越來越多的學(xué)生在求學(xué)過程中會(huì)涉及水體顆粒物的相關(guān)知識(shí),然而卻很少有一門課程專門全面講述水體中天然顆粒基本性質(zhì)。一般他們不得不通過查閱大量的溶液化學(xué)、顆粒分離、顆粒技術(shù)書籍資料,甚至應(yīng)用物理或光散射專業(yè)資料來了解這方面知識(shí)。正是為了方便學(xué)生對水體顆粒相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),英國倫敦大學(xué)學(xué)院的John Gregory教授出版了《Particles in Water: Properties and Processes》 -書。John Gregory教授在國際水污染和水處理領(lǐng)域享有盛譽(yù),具有長達(dá)40多年的教學(xué)科研經(jīng)歷。該書是介紹膠體顆;A(chǔ)理論及分離方法的經(jīng)典教材,至今未見到有中文版。本書詳細(xì)闡述了水體中顆粒物的膠體特性及測定方法、膠體表面電荷及顆粒間作用、顆粒聚集動(dòng)力學(xué)、混凝與絮凝、典型顆粒物分離方法等。
本譯著保持了英文版理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的特色,特別是對資源加工、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)、化工、材料科學(xué)等學(xué)科中一些同膠體與界面化學(xué)、水體顆粒分離密切相關(guān)的問題及方法進(jìn)行了介紹,可供從事礦物加工工程、環(huán)境科學(xué)與工程、化學(xué)工程、材料科學(xué)與工程等領(lǐng)域的科研技術(shù)人員閱讀參考,也可作為本科生及研究生“膠體物理化學(xué)”或“顆粒學(xué)”課程的教學(xué)用書或參考教材。全書概念清晰,針對性和適用性較強(qiáng)。
本書的翻譯,特別是在錄入和校訂的過程中,得到了黃艷芳副教授、柴文翠、武宏陽、楊淑珍、王文娟、蘇勝鵬幾位博士的幫助。本書的出版得到國家自然科學(xué)基金(No.51674225)、河南省高?萍紕(chuàng)新人才支持計(jì)劃(No.18HASTIT011)以及鄭州大學(xué)青年教學(xué)名師培育項(xiàng)目的資助。在此一并表示感謝!
由于譯者水平所限,書中存在的不足之處,敬請廣大讀者不吝賜教。
1 緒論
1.1 水中顆粒物
1.1.1 來源與性質(zhì)
1.1.2 顆粒尺寸范圍
1.1.3 水體中顆粒物的影響
1.2 膠體的特性
1.2.1 膠體的分類
1.2.2 疏水性膠體的穩(wěn)定性
1.2.3 顆粒物的分離工藝
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2 顆粒的尺寸及相關(guān)性質(zhì)
2.1 顆粒的尺寸和形狀
2.2 粒度分布
2.2.1 常用粒度分布
2.2.2 對數(shù)正態(tài)分布
2.2.3 冪律分布
2.3 顆粒遷移
2.3.1 流體阻力
2.3.2 擴(kuò)散
2.3.3 沉降
2.3.4 顆粒尺寸效應(yīng)
2.4 光散射和濁度
2.4.1 概述
2.4.2 濁度和透射
2.4.3 瑞利散射理論
2.4.4 米氏散射理論
2.4.5 異常衍射
2.4.6 瑞利-甘斯-德拜散射
2.5 粒度測量
2.5.1 直接法(顯微鏡法)
2.5.2 顆粒計(jì)數(shù)和分級(jí)
2.5.3 靜態(tài)光散射
2.5.4 夫瑯和費(fèi)衍射
2.5.5 動(dòng)態(tài)光散射
2.5.6 沉降法
延伸閱讀
3 表面電荷
3.1 表面電荷的來源
3.1.1 組成離子的溶解
3.1.2 表面離子化
3.1.3 類質(zhì)同晶替換
3.1.4 離子的特性吸附
3.2 雙電層
3.2.1 平面界面的雙電層
3.2.2 電荷和電位分布
3.2.3 球形顆粒
3.3 動(dòng)電學(xué)現(xiàn)象
3.3.1 剪切面和Zeta電位
3.3.2 電泳和電泳遷移率
延伸閱讀
4 膠體間作用與膠體穩(wěn)定性
4.1 膠體間作用的基本概念
4.1.1 顆粒尺寸的重要性
4.1.2 作用力和勢能
4.1.3 空間相互作用
4.1.4 顆粒間作用力的類型
4.2 范德華作用
4.2.1 分子間作用力
4.2.2 宏觀物體間作用
4.2.3 Hamaker常數(shù)
4.2.4 分散介質(zhì)的影響
4.2.5 阻滯
4.3 雙電層作用
4.3.1 基本假設(shè)
4.3.2 層狀顆粒與球形顆粒間作用
4.4 交互作用-DLVO理論
4.4.1 勢能圖
4.4.2 離子強(qiáng)度的影響——臨界聚沉濃度
4.4.3 特定反離子吸附
4.4.4 穩(wěn)定率
4.5 非DLVO相互作用
4.5.1 水合效應(yīng)
4.5.2 疏水引力
4.5.3 空間位阻
4.5.4 聚合物橋聯(lián)
延伸閱讀
5 聚集動(dòng)力學(xué)
5.1 碰撞頻率——斯莫盧霍夫斯基(Smoluchowski)理論
5.2 碰撞機(jī)制
5.2.1 布朗擴(kuò)散——異向凝聚
5.2.2 流體剪切——同向凝聚
5.2.3 速差沉降
5.2.4 撞率的比較
5.2.5 流體動(dòng)力學(xué)相互作用的影響
5.3 聚集體的形狀
5.3.1 分形分析
5.3.2 分形聚集體的碰撞率
5.3.3 分形聚集體的密度
5.4 聚集體的強(qiáng)度和破碎
延伸閱讀
6 混凝和絮凝
6.1 術(shù)語
6.1.1 “混凝”和“絮凝
6.1.2 脫穩(wěn)劑
6.2 水解金屬混凝劑
6.2.1 金屬陽離子水解
6.2.2 多核水解產(chǎn)物
6.2.3 混凝劑水解作用
6.2.4 由吸附物引起的電荷中和
6.2.5 卷掃絮凝
6.2.6 總結(jié)
6.2.7 應(yīng)用方面
6.3 高分子絮凝劑
6.3.1 溶液中聚合物和聚電解質(zhì)的性質(zhì)
6.3.2 高分子絮凝劑的例子
6.3.3 高分子吸附
6.3.4 架橋絮凝
6.3.5 電荷中和“靜電補(bǔ)丁”效應(yīng)
6.3.6 聚合物絮凝的動(dòng)力學(xué)
6.3.7 應(yīng)用
延伸閱讀
7 分離方法
7.1 絮凝過程
7.1.1 快速混合
7.1.2 絮凝體形成
7.2 沉降
7.2.1 基礎(chǔ)知識(shí)
7.2.2 實(shí)際沉降
7.2.3 升流式沉淀池
7.3 浮選
7.3.1 概述
7.3.2 溶氣氣浮
7.4 過濾
7.4.1 深床過濾
7.4.2 膜過濾
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