阴阳离子捕收剂在长石与石英表面的吸附特性

采用单矿物浮选、ξ-电位和芘荧光探针,研究阳离子捕收剂十二胺(DDA)和阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠(SDS)在长石和石英表面的吸附特性.单矿物浮选结果表明:pH=2.0时,相同浓度的单一或混合捕收剂溶液中长石的表面疏水性要强于石英的表面疏水性,混合捕收剂中矿物表面疏水性比单一捕收剂中的强.ζ-电位测定结果表明:在阴/阳离子单一捕收剂中长石和石英ζ-电位分别向负方向和正方向移动;阴阳离子混合捕收剂摩尔比接近1:1时,pH在2.0、2.5和9.0时长石和石英各自ζ-电位相差不大.芘荧光探针分析结果表明:pH=2.0时,捕收剂在低浓度时通过静电作用零星吸附于矿物表面,矿物表面极性与捕收剂浓度呈负相关,当矿物表面形成胶束后,单一捕收剂溶液中矿物表面极性有所增强,而混合捕收剂溶液中矿物表面极性继续降低;在相同条件下的混合捕收剂溶液中矿物表面的疏水性比单一捕收剂强,且在矿物表面形成胶束浓度要比单一捕收剂低;整体而言,相同浓度条件下单一和混合捕收剂溶液中长石表面疏水性比石英的强.     

胺类捕收剂在石英表面吸附的定量构效关系

为深入研究胺类阳离子捕收剂在石英表面吸附能与其结构之间的关系,基于遗传算法构建了20种胺类捕收剂在石英表面吸附能与其结构参数之间的定量构效关系模型,得到了模型的相关系数R²=0.969,调整系数R²_ad=0.964,交叉验证系数R²_cv=0.955,显著值F=168.429,表明模型预测结果与模拟计算值拟合较好.四种未参与建模的阳离子捕收剂对所构建模型外部检验结果误差不超过5%,证明模型具有较好的预测性,能够较好预测胺类捕收剂在石英表面的吸附能.     

阴离子表面活性剂在油砂和净砂表面的吸附规律

为了更加真实地了解表面活性剂在地层岩石表面的吸附状况，对比研究了阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后地层岩心表面的吸附情况。实验表明，阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后砂岩（分别称为油砂和净砂）表面的吸附有很大程度的不同。与净砂相比，ABS在油砂表面达到平衡吸附的时间较长，饱和吸附量约降低21％。ABS在砂和净砂表面的吸附等温线均呈典型的“S”型，但在油砂表面的吸附量在出现最大值后又大幅度下降。NaCl的存在将增加ABS在油砂和净砂表面的吸附量，而碱则减少其吸附量。     

阴离子表面活性剂在油砂和净砂表面的吸附规律

为了更加真实地了解表面活性剂在地层岩石表面的吸附状况 ,对比研究了阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后地层岩心表面的吸附情况。实验表明 ,阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后砂岩 (分别称为油砂和净砂 )表面的吸附有很大程度的不同。与净砂相比 ,ABS在油砂表面达到平衡吸附的时间较长 ,饱和吸附量约降低2 1%。ABS在油砂和净砂表面的吸附等温线均呈典型的“S”型 ,但在油砂表面的吸附量在出现最大值后又大幅度下降。NaCl的存在将增加ABS在油砂和净砂表面的吸附量 ,而碱则减少其吸附量。     

钙离子对脂肪酸类捕收剂浮选石英的影响机理

为了探究脂肪酸类捕收剂在浮选石英过程中,钙离子活化石英的作用及机理,进行了浮选试验、动电位检测、红外光谱分析.结果显示石英被浮选需要钙离子的活化,钙离子能增加石英的表面动电位,以及改性脂肪酸捕收剂DWD-3能在被钙离子活化的石英表面发生吸附,且存在化学吸附、氢键吸附;量子力学模拟显示,Ca²⁺,Ca(OH)⁺,OH^-能在石英表面发生吸附,且Ca²⁺吸附作用最强,钙离子活化石英的过程是Ca²⁺优先在石英表面上的O处发生化学吸附,形成被Ca²⁺活化的表面,捕收剂DWD-3以单键氧O_Ⅰ与2个双键O_Ⅱ吸附在被活化的石英表面.     

巯基苯基类捕收剂在黄铜矿表面吸附的DFT研究

采用基于紧束缚法的密度泛函理论(density functional theory, DFT)方法,研究了2-巯基苯并噻唑(MBT)、2-巯基苯并恶唑(MBO)和2-巯基苯并咪唑(MBI)的药剂结构及它们与黄铜矿表面的相互作用机制,探究了25℃条件下水分子对MBT、MBO和MBI在黄铜矿表面吸附影响。结果表明：MBT、MBO和MBI的HOMO轨道均主要分布在S原子上,且S原子携带负电荷较多,反应活性最强。MBT、MBO和MBI的S原子均可以吸附在黄铜矿表面的Cu原子上,形成六元环状结构。3种捕收剂与黄铜矿表面吸附强度按从大到小顺序依次为MBO、MBT、MBI。第一性原理动力学模拟结果表明,25℃时3种捕收剂都可以吸附在黄铜矿表面,其疏水性按从大到小顺序依次为MBO、MBT、MBI,与实验结果一致,揭示了MBT、MBO和MBI在黄铜矿表面吸附的机制。     

络合物形成法测定捕收剂在煤表面吸附量的研究

利用有机染料与捕收剂在一定的溶剂中形成有色络合物,此络合物的消光值与捕收到的浓度成比例关系.因而可用分光光度法测定捕收剂在煤表面的等温吸附量.从而为节约捕收剂提供了理论依据.     

辛基羟肟酸在氟碳铈矿表面的吸附机理

通过吸附量测试、纯矿物浮选、Zeta电位和XPS测试,研究辛基羟肟酸在氟碳铈矿表面的吸附行为和吸附机理。研究结果表明:辛基羟肟酸在氟碳铈矿表面吸附符合二级动力学模型,等温吸附过程符合Freundlich吸附模型,pH=9.5时辛基羟肟酸在氟碳铈矿表面的吸附速度和吸附量比pH=6.5时的大;辛基羟肟酸在氟碳铈矿表面的吸附为多层、不均匀吸附,是物理吸附和化学吸附共同作用的结果,但以化学吸附为主。吸附机理为:羟肟酸根阴离子OHA~-与氟碳铈矿表面暴露的Ce~(3+)发生螯合反应生成OHA-Ce沉淀,形成化学吸附;羟肟酸分子OHA与氟碳铈矿表面的氧以氢键形式形成物理吸附,同时,溶液中游离的羟肟酸分子OHA与氟碳铈矿表面已吸附上的OHA分子形成氢键和烃链间疏水缔合作用,产生不均匀的物理吸附。     

油酸钠在闪锌矿表面的吸附机理

通过浮选实验、吸附量测试、X线光电子能谱分析、动电位和红外光谱测试研究油酸钠在闪锌矿表面的吸附机理。研究结果表明:当油酸钠用量为1.6×10~(-4)mol/L,pH为6~10时,闪锌矿具有较好的可浮性;当pH为7时,闪锌矿表面被氧化生成Zn~(2+),有利于油酸根离子吸附,油酸根离子与Zn~(2+)作用,从而以化学吸附的方式吸附在闪锌矿表面;当pH为10时,闪锌矿表面以锌的羟基化合物为主,不利于油酸根离子的吸附,油酸根离子在闪锌矿表面主要以物理吸附的方式吸附。     

阴离子表面活性剂对草甘膦在土壤中吸附的影响

采用振荡平衡法研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)存在下草甘膦在土壤中吸附行为的影响.结果表明:在SDBS小于其临界胶束浓度(CMC)时,草甘膦的吸附量随SDBS浓度的增加而减少;当SDBS浓度接近其临界胶束浓度时,草甘膦的吸附量最小;而当SDBS浓度大于其临界胶束浓度时,草甘膦的吸附量随SDBS浓度的增加而增加.随着SDBS质量浓度的增大,草甘膦的吸附常数呈现减少--增加--减少的变化趋势.     

氟磷灰石与石英表面电子性质及胺类捕收剂吸附作用研究

为深入研究胶磷矿-石英浮选分离机制,揭示胶磷矿、石英表面电子性质及与浮选药剂作用原理,采用Material Studio软件对氟磷灰石(001)面与石英(001)面电子性质及胺类捕收剂吸附作用进行研究。结果表明,氟磷灰石中氧原子及钙原子活性较大,同时表面Ca原子正电荷较大,Ca3d态在价带部分表现出较强的金属活性,导致其在参与化学反应时不易与阳离子捕收剂作用;而石英表面O原子负电荷较大,O2p态在费米能级处贡献最大,表面O原子活性较强,其在参与化学反应时易与阳离子捕收剂作用。两种矿物表面原子电荷及电子态密度差异是其与药剂相互作用差异的主要原因;胺类捕收剂对石英结合能力明显大于氟磷灰石,对石英结合能大小分别为醚胺类多胺类烷基伯胺类。     

H_2O和CH_4在煤表面竞争吸附机理

为从微观上探讨H_2O和CH_4在煤表面竞争吸附的机理,构建C30H14(9个苯环)代表煤局部表面,通过密度泛函理论分析甲烷分子,水分子和煤局部表面之间的相互作用。结果表明,水分子在煤表面的吸附比甲烷分子在煤表面的吸附更加稳定,二者以最稳定吸附构型吸附时的吸附能分别为-13.23 kJ/mol和-10.13 kJ/mol.当甲烷分子与已吸附水分子的煤表面作用时,甲烷分子吸附能显著下降,吸附平衡距离增大,表明水分子能迫使甲烷吸附到不稳定位置。水分子和甲烷共存时,水分子处于吸附状态,甲烷分子处于脱附状态且总能量最低,进而从分子水平表明水和甲烷竞争吸附时水处于主导地位。     

用石英晶体微天平研究胶原蛋白在聚乳酸表面的吸附

采用石英晶体微天平(QCM)研究了胶原蛋白在聚乳酸(PLA)表面的吸附,系统地探讨了胶原蛋白在聚乳酸表面的吸附过程,考察了缓冲溶液的离子强度和pH对胶原蛋白吸附的影响.结果表明:胶原蛋白在聚乳酸表面的吸附量随着离子强度的增大先增加后减少,离子强度对不同来源胶原蛋白吸附量的影响差别明显;pH对胶原蛋白的吸附量的影响非常大...     

液隔电极式压电传感器研究阳离子表面活性剂在石英表面的吸附

在液隔电极式压电传感器(ESPS)的构造中,石英表面与溶液直接接触,而石英表面在pH>2溶液的溶液中带负电荷,因此可以吸附阳离子型表面活性剂分子.本文以ESPS方法实时监测表面活性剂十六烷基二苯基溴化铵在石英晶体表面的吸附过程.本方法原理为ESPS的振荡频率随表面活性剂吸附质量的增加线性的下降.本文还讨论了石英晶体的表面粗糙度、离子强度及对pH对吸附密度的影响.     

钢渣对阴离子染料刚果红的吸附特性和机理

研究了钢渣对阴离子染料刚果红的吸附,并考察了初始刚果红浓度、钢渣投加量、钢渣粒径等因素对吸附过程的影响.试验条件下,钢渣可以吸附去除95%以上的刚果红,且吸附过程不受pH值和温度的影响.钢渣单位吸附量随初始刚果红浓度的增加而增加,随钢渣投加量、钢渣粒径的增大而减少.钢渣吸附处理刚果红过程符合准二级吸附速率方程及Freundlich等温吸附方程.对比试验发现钢渣对阳离子孔雀石绿染料的吸附效果优于阴离子刚果红染料,但对同为阳离子染料的亚甲基蓝吸附效果却很差.电镜扫描(SEM)及红外光谱(FTIR)分析进一步表明,钢渣吸附处理阴、阳离子染料的效果,与染料在钢渣表面的结合方式密切相关,结晶体的形成有利于染料分子的吸附.     

第三组分对阴离子表面活性剂在液／固界面吸附的影响

实验研究了聚合物，碱，盐和其他表面活性剂等第三组分对阴离子表面活性剂－十二烷基苯磺酸钠和松木钠在液／固界面吸附的影响，实验结果用经验式或非均匀表面两阶段吸附等温方程式关联，计算结果和实验结果符合良好，并对实验结果进行了理论分析。     

HCl气体在烧结矿表面的吸附机理及特性

基于密度泛函理论,对HCl气体在烧结矿表面的吸附机理进行模拟计算,并且通过实验研究了不同反应温度、烧结矿粒度和HCl气体流量条件下烧结矿表面吸附HCl气体的特性规律.结果表明：HCl在α-Fe2 O3(001)表面的最大吸附能为-175.91 kJ·mol-1,为化学吸附. Cl原子与基底表面的Fe原子发生反应结合成Cl-Fe键.吸附后Fe-O键长变短,Fe-O键能增加,结构更紧密. Cl原子与Fe原子结合成键后,削弱Cl原子与H原子的结合.温度对烧结矿吸附氯元素量的影响较大,随着温度升高,氯元素吸附量逐渐增多;随着烧结矿粒度增大,氯元素吸附量逐渐减少;随着HCl气体流量的增加,氯元素吸附量迅速增加.