
【化】 foam flotation; foam separation
泡沫分離(Foam Separation)是一種基于表面化學的物理分離技術,通過氣泡吸附溶液中的表面活性物質實現目标成分的富集與分離。其核心原理是利用目标物質(如表面活性劑、蛋白質或金屬離子)在氣-液界面的選擇性吸附,通過氣泡上浮形成泡沫層,從而實現與主體溶液的分離。
吸附機制
溶液中表面活性物質在氣泡表面定向排列,親水基團朝向水相,疏水基團朝向氣相,形成穩定泡沫層。該過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$Gamma$為表面過剩濃度,$gamma$為表面張力,$C$為溶質濃度(引自《表面化學原理》。
分離階段
去除重金屬離子(如Cd²⁺、Pb²⁺)和有機污染物,回收率可達90%以上(美國環保署技術報告。
濃縮蛋白質、酶等生物分子,避免高溫變性(國際生物工程期刊。
分離礦石中有價金屬,如銅钼礦的泡沫浮選工藝(礦業工程手冊。
權威參考文獻:
- Rosen M.J.《表面活性劑與界面現象》(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
泡沫分離是一種基于表面活性差異的分離技術,通過氣泡吸附作用實現物質分離。以下是詳細解釋:
泡沫分離(Foam Separation)又稱泡沫吸附分離,以氣泡為載體,利用物質表面活性差異進行分離。其核心原理是表面活性物質或能與表面活性劑結合的物質,通過氣-液界面吸附富集于泡沫層,從而實現濃縮或淨化目的。這一過程涉及吉布斯吸附方程(Gibbs adsorption equation): $$ Gamma = -frac{1}{RT} cdot frac{dsigma}{dln c} $$ 其中$Gamma$為表面過剩量,$sigma$為表面張力,$c$為溶質濃度。
優勢在于設備簡單、能耗低,特别適合低濃度物質(如0.1-100 mg/L)分離;但處理量較小,需優化操作參數以提高效率。
如需進一步了解具體應用案例或公式推導,中的技術細節。
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