
【化】 foam flotation; foam separation
泡沫分离(Foam Separation)是一种基于表面化学的物理分离技术,通过气泡吸附溶液中的表面活性物质实现目标成分的富集与分离。其核心原理是利用目标物质(如表面活性剂、蛋白质或金属离子)在气-液界面的选择性吸附,通过气泡上浮形成泡沫层,从而实现与主体溶液的分离。
吸附机制
溶液中表面活性物质在气泡表面定向排列,亲水基团朝向水相,疏水基团朝向气相,形成稳定泡沫层。该过程遵循吉布斯吸附方程:
$$ Gamma = -frac{1}{RT} left( frac{partial gamma}{partial ln C} right)_T $$
其中$Gamma$为表面过剩浓度,$gamma$为表面张力,$C$为溶质浓度(引自《表面化学原理》。
分离阶段
去除重金属离子(如Cd²⁺、Pb²⁺)和有机污染物,回收率可达90%以上(美国环保署技术报告。
浓缩蛋白质、酶等生物分子,避免高温变性(国际生物工程期刊。
分离矿石中有价金属,如铜钼矿的泡沫浮选工艺(矿业工程手册。
权威参考文献:
- Rosen M.J.《表面活性剂与界面现象》(ISBN 978-0-471-68018-0)
- EPA Technical Report "Foam Separation in Wastewater Treatment"
- Journal of Biological Engineering, vol.15 "Protein Enrichment via Foam Fractionation"
- SME Mineral Processing Handbook, Section 12.4.2
泡沫分离是一种基于表面活性差异的分离技术,通过气泡吸附作用实现物质分离。以下是详细解释:
泡沫分离(Foam Separation)又称泡沫吸附分离,以气泡为载体,利用物质表面活性差异进行分离。其核心原理是表面活性物质或能与表面活性剂结合的物质,通过气-液界面吸附富集于泡沫层,从而实现浓缩或净化目的。这一过程涉及吉布斯吸附方程(Gibbs adsorption equation): $$ Gamma = -frac{1}{RT} cdot frac{dsigma}{dln c} $$ 其中$Gamma$为表面过剩量,$sigma$为表面张力,$c$为溶质浓度。
优势在于设备简单、能耗低,特别适合低浓度物质(如0.1-100 mg/L)分离;但处理量较小,需优化操作参数以提高效率。
如需进一步了解具体应用案例或公式推导,中的技术细节。
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