Концентрационная и температурная зависимости агрегативной и седиментационной устойчивости водных дисперсий сульфатного лигнина

• Автор: Атанесян, Артем Александрович
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Содержание
Введение

1 .Обзор л итературы

1.1 Устойчивость дисперсных систем

1.2 Строение двойного электрического слоя

1.3 Теория устойчивости гидрофобных дисперсных систем

теория ДЛФО

1.4 Механизмы коагуляции

1.5 Влияние заряда ионакоагулятора на агрегативную устойчивость коллоидных систем

1.6 Кинетика коагуляции

1.7 Температурная зависимость агрегативной устойчивости

1.8 Лигнин. Распространение в природе, строение, свойства и применение
1.9 Электроповерхностные свойства и коагуляция сульфатного лигнина в водных растворах электролитов
2. Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Характеристика сульфатного лигнина
2.2 Методы исследования
2.2.1 Приготовление рабочих растворов
2.2.2 Определение концентрации сульфатного лигнина в системах
2.2.3 Спектрофотометрический метод исследования
3. Результаты экспериментов и их обсуждение
3.1 Коагуляция сульфатного лигнина серной кислотой
3.2 Коагуляция сульфатного лигнина соляной кислотой
3.3 Температурная зависимость агрегативной и седиментационной
устойчивости сульфатного лигнина
Список литературы


Показано, что рост концентрации сульфатного лигнина от до мгл приводит к сдвигу начала коагуляционного и седиментационного выделения сульфатного лигнина в менее кислую область . Показано, что введение фонового электролита ЫаС1 0,1 1,0 мольл приводит к дальнейшему сдвигу начала коагуляционного и седиментационного выделения сульфатного лигнина в менее кислую и далее в щелочную область . Дано теоретическое обоснование наблюдаемому смещению начала коагуляционного выделения сульфатного лигнина по мере роста концентрации сульфатного лигнина. Определен размер образующихся агрегатов частиц сульфатного лигнина, отвечающих началу фиксируемой экспериментально их задержке при фильтрации. Показано, что увеличение температуры от до С приводит к понижению агрегативной и седиментационной устойчивости водных дисперсий сульфатного лигнина и в связи с этим к увеличению эффективности коагуляционного и седиментационного выделения сульфатного лигнина, которое при концентрации сульфатного лигнина мгл достигает . Практическая ценность. Полученные данные могут представлять значительный интерес для прагсгики, так как позволяют оптимизировать существующий процесс выделения сульфатного лигнина из щелокосодержагцих потоков и разрабатывать системы локальной очистки этих стоков. Устойчивость дисперсных систем. Устойчивость дисперсной системы характеризуется неизменностью во времени ее основных параметров дисперсности и равновесного распределения дисперсной фазы в среде . Среди дисперсных систем различают две большие группы лиофильные и лиофобные системы. В работе Ребиндера дано определение этим системам, основанное на величине удельной свободной поверхностной энергии С2 на границе раздела двух фаз, образующих систему по сравнению с некоторым критическим значением о т, определяющимся температурой, пропорциональным кинетической энергии теплового движения кТ. Если же, наоборот, о достаточно велико, то система является лиофобной. Усиление взаимодействия дисперсной фазы со средой лиофильности способствует самопроизвольному диспергированию. При этом самопроизвольное диспергирование, всегда связанное с некоторым увеличением поверхностной энергии, развивается за счет компенсирующего это возрастание увеличения энтропии системы в связи с более равномерным распределением в ней вещества дисперсной фазы . Таким образом, самопроизвольно диспергирующиеся вещества определяются как лиофильные. Лиофобные коллоиды характеризуются энергией связи внутри дисперсной фазы значительно большей, чем энергия межфазного взаимодействия, и ага разница не компенсируется энтропийным фактором, однако в этих системах также существует некоторая степень межфазного взаимодействия лиофилизации. Несмотря на принципиальную термодинамическую неустойчивость, многие лиофобные коллоидные системы остаются устойчивыми в течение длительного промежутка времени. Понятие о различных видах устойчивости было введено Песковым . Седиментационной называется устойчивость дисперсной фазы по отношению к силе тяжести. Ее нарушение может быть вызвано потерей агрегативной устойчивости, которая является способностью сисгемы к сохранению дисперсности частиц дисперсной фазы. Наблюдаемая долговечность многих лиофобных систем свидетельствует о том, что наряду с вандерваальсовыми силами притяжения между частицами в системе существуют и силы отталкивания, или эффекты, экранирующие притяжение. В типично гидрофобных системах, которые являются кинетически устойчивыми, всегда наблюдается заметный электрофорез. Его прекращение вызывает коагуляцию. Все это свидетельствует об электрической природе сил отталкивания в типично гидрофобных системах, тем более, что увеличение концентрации элекгролита, уменьшающее цц и потенциалы, всегда приводит к коагуляции. Агрегативная неустойчивость лиофобных систем возрастает с уменьшением размера частиц и с увеличением их числа в единице объема, т. В лиофилизированных и лиофильных системах явной связи между величиной потенциала и устойчивостью обычно не наблюдается. В этом случае коагуляция вызывается десольватирующими агентами и дисперсные системы оказываются тем более устойчивыми, чем сильнее развиты сольватные оболочки.