畢業(yè)設(shè)計(jì)中英文翻譯Shirasu多孔玻璃(SPG)中表面活性劑類型對(duì)微泡形成的影響

1、shirasu多孔玻璃(spg)中表面活性劑類型對(duì)微泡形成的影響masato kukizakia, yoshinari bababmiyazaki prefecture industrial technology center, 16500-2 higashi-kaminaka, sadowara, miyazaki, 880-0303, japanb faculty of engineering, department of applied chemistry, university of miyazaki, 1-1, gakuen kibanadai nishi, miyazaki, 88

2、9-2192, japan摘要 我們最近提出了一種應(yīng)用shirasu多孔玻璃（次）膜狹窄的孔徑分布來(lái)產(chǎn)生單分散性微泡的新方法. 在研究中,為研究spg膜中表面活性劑類型對(duì)微泡形成過(guò)程的影響,應(yīng)用帶不同電荷的表面活性劑進(jìn)行了微泡形成實(shí)驗(yàn)。分別選取鈉正十二烷基苯聚氧(sdbs)，乙烯（20 ）失水山梨醇單月桂酸酯（吐溫20 ）和溴化十六烷基三甲銨（ ctma ）作為陰離子，非離子和陽(yáng)離子表面活性劑。加壓空氣通過(guò)spg膜進(jìn)入濃度為2.0摩爾每m3的表面活性劑溶液,膜平均孔徑5.1微米,跨膜壓/泡點(diǎn)壓比為1.1 。系統(tǒng)中含有十二烷基苯磺酸鈉和tween 20時(shí)，從膜產(chǎn)生的單分散微氣泡平均直徑分別為35

3、.6和43.0微米.由于膜表面負(fù)電荷對(duì)ctma正電荷的靜電吸附作用降低了膜表面親水基團(tuán)的作用,ctma存在的系統(tǒng)中產(chǎn)生的是多分散性氣泡。sdbs系統(tǒng)產(chǎn)生的微氣泡小于tween20系統(tǒng),這可能是在sdbs存在的條件下,由于氣泡表面負(fù)電荷和膜表面負(fù)電荷之間強(qiáng)烈的靜電排斥作用,微氣泡剛剛產(chǎn)生就與膜表面發(fā)生分離。twee20的氣相通量是sdbs的11-15倍。由于sdbs產(chǎn)生的活性微孔的比例要低于tween20和ctma，這個(gè)結(jié)論是合理的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)畏稚⑿晕馀?shirasu多孔玻璃膜;表面活性劑;氣相通量 2008愛(ài)思唯爾版權(quán)所有1概述微泡有許多潛在的應(yīng)用等領(lǐng)域中的制藥，食品，化工，化妝品行業(yè)。在

4、醫(yī)療領(lǐng)域，微泡預(yù)計(jì)將適用許多領(lǐng)域的發(fā)展，如超聲造影劑和靶向給藥 1-6 ，而在食品工業(yè)7,，例如，食品中的凝膠和奶油的密度和質(zhì)地將有控制的統(tǒng)一分散到這些泡沫材料中。此外, 在化學(xué)工業(yè)，如微孔塑料泡沫 8 。在所有這些應(yīng)用中,微泡生產(chǎn)的規(guī)?？刂剖侵陵P(guān)重要的。此外，須在這些應(yīng)用中添加表面活性劑的水相，以促進(jìn)微泡的穩(wěn)定形成。表面活性劑在泡沫形成有兩個(gè)主要作用:1. 表面活性劑分子吸附到新成立的氣水界面，減少氣水界面張力以促進(jìn)微泡形成。2. 表面活性劑使微泡合并或聚集并使其穩(wěn)定。因此，表面活性劑的選擇對(duì)這些應(yīng)用是非常重要的。至于分散微氣泡的形成，已有相關(guān)理論 7,10-14 。例如，加南-卡爾沃和略

5、7 首先介紹了分散在毛細(xì)管的流量集中形成微泡的方法。斯特茨基等 10,11 說(shuō)明微泡的單分散方法直接代替分散微泡。yasuno等 12 介紹了使用微纖維生成分散微泡。徐等人 13 介紹使用交叉流動(dòng)破裂技術(shù)形成分散微泡。我們最近提出了一種新的產(chǎn)生分散微泡 14,15 及采用spg膜 16-18 方法。這種技術(shù)可以讓單分散微泡形成膜的sds濃度非常低（小于0.05重。 ，小于相應(yīng)的表面張力58.0mnm - 1 ） 。這最有可能由于不飽和吸附的sds分子（離子）增加而在新成立的氣水界面泡沫聚在膜表面。 然而,表面活性劑的影響類型的氣泡形成原理迄今尚未明確。因此本研究目的是探討表面活性劑的微泡從sp

6、g膜的形成。利用三種不同類型的表面活性劑（陽(yáng)離子，陰離子和非離子表面活性劑），表面活性劑類型的分散性程度對(duì)微泡組成影響，以及泡沫/孔徑比，和氣態(tài)相通量進(jìn)行了研究。兩者之間的相互作用及膜表面親水基的表面活性劑的微泡形成過(guò)程中也在其中進(jìn)行了討論。2 .實(shí)驗(yàn)2.1 材料空氣和10 mol/m l氯化鉀的水溶液組成的氣液分散系統(tǒng)水溶液含有表面活性劑。鈉正十二烷基苯（十二烷基苯磺酸鈉;分子量，分子量= 349g/mol） ，聚氧乙烯（ 20 ）失水山梨醇單月桂酸酯（tween20兆瓦= 1228gmol - 1 ）和溴化十六烷基三甲銨（ ctma ，分子量= 364gmol - 1 ） ，分別用作陰離子

7、，非離子和陽(yáng)離子表面活性劑。要確定臨界膠束濃度（ cmc ） 和這些表面活性劑之間的關(guān)系，氣水的表面張力和面活性劑濃度等，使用wilhelmy板法表面張力計(jì)（ cbvp 3號(hào)，協(xié)和界面科學(xué)有限公司，日本埼玉）進(jìn)行了測(cè)量，其測(cè)定溫度為298k。圖1所示，cmc為十二烷基苯磺酸鈉，tween20和ctma分別為0.50 ， 0.14和0.11 mol/ml。因此，每個(gè)表面活性劑濃度定為2.0 mol/ml,高于cmc 19 。所有水ph值的階段測(cè)量數(shù)字ph值（hm- 20j ， dkktowa有限公司，日本東京）的范圍為6.8 至7.0 。sdbs(試劑級(jí)）從東京化工有限公司（日本東京）購(gòu)買 。氯

8、化鉀，吐溫20和ctma （所有試劑級(jí)）也從wako純化學(xué)工業(yè)有限公司購(gòu)買。spg膜微泡產(chǎn)生的大小和尺寸分布的受各種操作和工藝參數(shù)影響：膜孔徑 14,19 ，孔隙均勻 14,19 ，膜潤(rùn)濕性 20 ，跨膜壓力 14,19 ，跨flowvelocity的thewater階段 19 ，水相粘度 15 ，氣水界面張力（表面張力） 19 。因此，在這種方法下，添加表面活性劑對(duì)于單分散微泡的形成，將對(duì)微泡構(gòu)成產(chǎn)生深刻影響。在我們之前的研究中，已說(shuō)明在包含十二烷基硫酸鈉（ sds ）氣液分散體系表面活性劑濃度對(duì)氣泡的形成影響，以作為一個(gè)陰離子表面活性劑 19 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比大聚分散氣泡的產(chǎn)生，由此產(chǎn)

9、生的氣泡尺寸幾乎受表面活性劑濃度之間的空氣和0.05-0.5十二烷基硫酸鈉溶液影響，其相應(yīng)的表面張力的58.0 - 36.5mnm 。空氣氣缸（人造空氣，純度“ 99.999 ）由日本精細(xì)制品有限公司（櫪木縣，日本）制造。氣水的表面張力mn/m圖1 氣水的表面張力和表面活性劑濃度之間的關(guān)系表1 研究實(shí)驗(yàn)中所用的spg膜的平均孔徑及孔徑例平均孔徑, dm (_m)平均孔比率, pm ()1.03.110.00.580.550.582.2.spg 膜平spg膜（ 10毫米 40毫米， 厚度0.5mm）有四個(gè)不同的平均孔徑分別為1.0 ， 3.1 ， 5.0和10.0微米，為在鈉鈣氧化鎂氧化鋁-系統(tǒng)

10、中與母玻璃的相分離并為以后的酸浸做準(zhǔn)備。膜準(zhǔn)備步驟在以前已描述 18。在這種情況下，spg膜有統(tǒng)一大小孔隙，形成三維網(wǎng)絡(luò)，這反映了玻璃相分離結(jié)構(gòu) 17,18 。膜的平均孔徑和孔隙度的測(cè)定汞porosimeter （ poresizer 9320 ，麥克有限公司，美國(guó)）列于表1 中。平均孔徑有相應(yīng)的直徑為50 的相對(duì)累積孔徑分布曲線，孔隙度，計(jì)算時(shí)使用下列公式： （1）vp是膜孔體積單位膜的質(zhì)量，在本研究中由上述汞porosimeter確定，pm是膜的真正密度，由pycnometer確定（ quantachrome - 1000 ， yuasa -離子，有限公司，日本大阪） 。該spg膜小室潛力

11、，由流勢(shì)方法所確定 21,22 , 其中的流潛力，e是所造成的壓力降的膜（跨膜壓力， p ）和zeta電位當(dāng)時(shí)由亥姆霍茲-斯莫羅卓夫斯基方程計(jì)算 23,24 ： （2）和分別是粘度和水相電導(dǎo)率，eo是介電常數(shù)的可用空間，并r是水相對(duì)介電常數(shù)。kcl用來(lái)作為支持電解質(zhì)，一對(duì)黑色的鉑電極位于膜的兩邊。膜組件最初是充滿水的階段的跨膜壓力然后采用以下三個(gè)步驟 21 ：1 ）加壓從0到50 kpa時(shí)， （ 2 ）保持壓力，及（ 3 ） 降壓為0千帕。粘度測(cè)量使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)（ dvl - b號(hào)， tokimec有限公司，日本東京） 。水的導(dǎo)電性由電導(dǎo)率儀測(cè)定（第es - 12 ，堀場(chǎng)有限公司，日本京都）

12、。相介電常數(shù)是接近的水相對(duì)含水量。所有測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定時(shí)溫度為298k。zeta電位使用均衡器測(cè)量計(jì)算出的e /峰。 （ 2 ） 。spg膜接觸角的評(píng)價(jià)從以下進(jìn)行：隨著溫度提到873k ，光滑無(wú)孔和玻璃板塊可以從spg膜開始 17 。這一處理方法， 硅氧烷團(tuán)對(duì)玻璃表面凝結(jié)，形成硅氧烷團(tuán)體和水的變化，如圖2（ a ）所示 。由于硅氧烷群體基本上是疏水性 25 ，親水的煅燒玻璃板將低于spg膜。玻璃鋼板浸泡于鹽酸溶液，硅氧烷表面上與水反應(yīng)生成硅氧烷基團(tuán) 26 如果spg膜焙燒上述873k ，然后由此產(chǎn)生的玻璃板浸泡入鹽酸溶液，spg膜表面的硅氧烷基團(tuán)密度將玻璃板表面上的密度是相同的。因此，spg膜

13、與玻璃板表面潤(rùn)濕性是相同的。在非多孔玻璃板加熱spg膜1023k為3小時(shí)，然后浸泡到2moldm - 3鹽酸溶液中，玻璃盤子表面上的水相液滴接觸角的測(cè)量使用接觸角儀（ dropmaster 500 ，協(xié)和界面科學(xué)有限公司，日本）測(cè)定溫度為298k。 （a)脫水sianol組和補(bǔ)液的硅氧烷組（b）sianol組的離解圖2 在spg膜上的硅氧基的脫水及補(bǔ)水2.3微泡的形成和氣泡尺寸分布測(cè)量氣泡的形成在石英光纖單元中（ 10毫米 40毫米 50毫米，并在2毫米厚度），在粒徑分布分析儀（ sald2100 ，島津有限公司，日本京都）測(cè)量氣泡直徑分布（見圖3 ） 。使用硅橡膠密封件附著在的底部光學(xué)單元，

14、。最初是充滿水的階段單元容積為10.8立方厘米，空氣（氣相）被引入下表面的膜，并逐步通過(guò)膜，同時(shí)照射激光波長(zhǎng)690nm測(cè)定298k時(shí)。水階段空氣壓力和平均壓跨膜壓力的計(jì)算之間有一定差異。水的流量，保持不變?cè)?0cm-3/h的。當(dāng)微泡開始從spg膜形成表2 泡點(diǎn)壓力測(cè)量值平均孔徑dm(m) 表面活性劑 泡點(diǎn)壓力pbp(kpa)1.03.15.010.0sdbstween20ctmasdbstween20ctmafreedbstween20ctmasdbstween20ctma12514889344820511922139134光衍射/散射峰使用激光衍射粒度分析儀檢測(cè)。氣泡點(diǎn)壓力決定于跨膜壓力的光

15、的衍射/散射峰測(cè)定測(cè)量。泡點(diǎn)壓力，在這項(xiàng)研究中列于表2 中。由直徑分布的微泡膜形成跨膜壓力大于泡點(diǎn)壓力，使用上述粒徑分布分析儀測(cè)定【14，15】. 跨膜壓力適用范圍由9至148千帕，相當(dāng)于的跨膜/泡點(diǎn)壓力比1.00-1.55 。空空氣折射率（ 1.0 ）被采用。這分析器允許泡沫檢測(cè)范圍0.050-1000米。在所有的實(shí)驗(yàn)中，中，泡沫形成之前沒(méi)有光的衍射/散射峰。平均氣泡直徑表示為相應(yīng)的氣泡直徑50%的相對(duì)累積氣泡直徑分布曲線。通量氣態(tài)階段（空氣） jg計(jì)算使用以下 19 ：jg=q/a (3)q是體積流量使用流量計(jì)測(cè)量空氣測(cè)得，并表示大氣（ 101.30kpa ）壓力下;a是有效膜面積（在本研

16、究中2.16平方厘米） 。十二烷基苯磺酸鈉和tween 20 ，該5.0微米膜產(chǎn)生的微泡，用光學(xué)顯微鏡觀察（bhs-323 ，奧林巴斯株式會(huì)社，日本） 。 激光 光學(xué)分子水相水相（a）俯視圖激光相水有壓氣體 有壓氣體（b）側(cè)視圖 （c）前視圖圖 3 說(shuō)明一個(gè)spg膜形成泡沫過(guò)程，并使用激光衍射法測(cè)量氣泡尺寸分布表3 平均孔徑為5.0微米spg膜 zeta電位和接觸角，水氣表面張力的測(cè)定值表面活性劑zeta電位（mv）接觸角表面張力(mn/ m)freesdbstween20ctma-31.3-25.3-20.3-1.8228135575.129.637.227.6 相對(duì)體積%相對(duì)體積%相對(duì)體積

17、%氣泡直徑（微米）氣泡直徑（微米）氣泡直徑（微米）氣泡直徑（微米）相對(duì)體積%圖4 表面活性劑sdbs,tween20，ctma,在spg膜形成的氣泡平均孔徑分布，分配使用時(shí)產(chǎn)生的氣泡水階段?？缒?泡點(diǎn)壓力比定為1.1 。所有的表面活性劑濃度為2.0mol/ml 。3.結(jié)果和討論 3.1 zeta電位和spg膜接觸角正如表3所列的在22c10mol/ml氯水溶液zeta電位的測(cè)量值和5.0微米spg膜接觸角和平均孔徑分別- 31.3mv和22。這些結(jié)果表明，該膜是帶負(fù)電荷和親水在這種情況下由于羥基的存在，如silanol團(tuán)體的表面 26-28 的silanol組膜表面離解如圖2（ b ） 26

18、。 3.2 表面活性劑在微泡的大小和粒度分布作用類型用一個(gè)5.0微米的膜進(jìn)行表面活性劑對(duì)氣泡尺寸和粒徑分布的影響類型的研究。如圖4所示，在沒(méi)有表面活性物質(zhì)（在10mol/mkcl溶液中）spg膜產(chǎn)生氣泡的直徑分布。其系統(tǒng)含有十二烷基苯磺酸鈉，吐溫20和ctma在跨膜/泡點(diǎn)壓力比為1.1 。在沒(méi)有沒(méi)有表面活性劑條件下，聚分散的大型氣泡平均泡沫直徑為729微米，如圖4（d）所示。這大概是因?yàn)樵诳组_口時(shí)，微泡形成立即合并。類似的現(xiàn)象在一個(gè)包括空氣和水，表面活性劑的系統(tǒng)微氣泡形成的微硅微可觀察12 。yasuno等 12 使用微光學(xué)顯微鏡及錄像設(shè)備采用了硅微通道板觀察原位形成。他們指出，在系統(tǒng)中沒(méi)有表

19、面活性劑，分散微泡形成微泡并立即合并，而在系統(tǒng)含有鈉十二烷基（ sds ）和tween20 ，單分散微泡形成在微通道發(fā)生。對(duì)于十二烷基苯磺酸鈉和吐溫20 ，單分散微泡平均氣泡直徑為35.6和43.0微米，如圖4（a）（b）所示。圖5顯示使用這兩個(gè)表面活性劑下5.0微米膜產(chǎn)生的微泡。相反，在ctma載系統(tǒng)形成聚分散氣泡的平均泡沫直徑63.2微米（圖4 （c）。3.3在泡沫形成與陰離子，非離子和陽(yáng)離子表面活性劑類型從這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響看，表面活性劑在泡沫形成作用類型是利用spg膜討論。保持spg膜表面親水性是為實(shí)現(xiàn)從膜分散微泡形成有必要的20。表面活性劑和膜表面之間的相互作用是膜表面親水性一個(gè)關(guān)鍵

20、影響因素。膜的zeta電位也是一個(gè)重要參數(shù)，表示表面活性劑及膜表面之間的相互作用。此外，接觸角是理解膜表面水潤(rùn)濕性的一個(gè)重要參數(shù)。表3顯示的是5.0微米膜測(cè)量的zeta電位，膜和水相之間接觸角被實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)利用。十二烷基苯磺酸鈉，靜電斥力之間相互作用存在于十二烷基苯磺酸鈉分子（離子）極性基團(tuán)的陰離子的和負(fù)荷電膜的表面。吐溫20 盡管親水基的表面活性劑和tween - 20 分子與膜表面之間沒(méi)有強(qiáng)有力的斥力存在，一水合層仍然涵蓋親水組膜。 膜表面親水性可保持在泡沫形成過(guò)程中。對(duì)十二烷基苯磺酸鈉和tween 20 ，原來(lái)的膜低接觸角分別為8 和13 ，支持這一想法，即膜親水表面仍然存在微泡的形成過(guò)程中

21、。我們認(rèn)為十二烷基苯磺酸鈉和tween 20分散微形成可以解釋上述原理。ctm溶液測(cè)量的表面張力為6.6mn/m ，十二烷基苯磺酸鈉和tween20溶液張力如表3所列。這一結(jié)果表明， ctma與十二烷基苯磺酸鈉和tween 20溶液有足夠表面活性，。但是，增加ctma帶來(lái)接觸角在測(cè)量值由22 增加到 55 。陽(yáng)離子極性組ctma分子（離子）被吸引到的負(fù)電荷的膜表面。膜表面及表面活性劑之間的相互作用及靜電吸引力是的表面活性劑吸附到表面原因，導(dǎo)致的絕對(duì)zeta電位值從3.31下降至1.8mv ，如表3。因此，親水性的膜表面變低，膜表面和水相之間的接觸角的增加。在我們之前的研究 20 ，我們報(bào)告說(shuō)，

22、spg膜產(chǎn)生分散微泡的接觸角小于45 , 聚分散較大的泡沫的接觸角大于45 . 這意味著，親水性的spg膜形成的分散微泡,接觸角范圍為045。形成泡沫的孔隙開口發(fā)生在一個(gè)固定的直徑的三相線 20,29 上，如圖（a ）所示。當(dāng)氣沫量達(dá)到一定值時(shí)，氣泡分離的縮徑，平均氣泡直徑接觸角幾乎是獨(dú)立的 20 。相比之下，在接觸角大于45 ，降低膜的親水性，將有助于三相線擴(kuò)大 20,29 。經(jīng)過(guò)泡沫出口的孔開放，三圖5顯微鏡顯示使用（一）十二烷基苯磺酸鈉和（ b ）tween20在平均孔徑5.0微米spg膜產(chǎn)生的微泡，跨膜/泡點(diǎn)壓力比為1.1 。兩種表面活性劑濃度均為2.0mol/l. 個(gè)階段的線性擴(kuò)展，

23、因此氣泡膜接觸面積差幾孔開口，如圖6（b）所示。其結(jié)果是，泡沫的膨脹可以同時(shí)由幾個(gè)毛孔共同進(jìn)行。由于水相流的剪切力，更大的泡沫最后從膜表面分離 13,19 。我們可以得出結(jié)論，上述原理導(dǎo)致該系統(tǒng)中表面活性劑形成較大的多分散的泡沫。圖6（ a ）小接觸角（ 0 -45 ）和（ b ）更大的接觸角（ 大于45 ）多孔膜孔隙開口形成的泡沫。3.4在泡沫/孔徑比表面活性劑類型采用十二烷基苯磺酸鈉，tween20或ctma研究表面活性劑的影響類型的泡沫/孔徑比圖7表示膜在操作壓力1.1倍高于每泡點(diǎn)壓力時(shí)氣泡直徑和平均孔徑之間的關(guān)系。對(duì)十二烷基苯磺酸鈉和tween 20來(lái)說(shuō) ，平均氣泡直徑與平均孔徑線性是

24、增加關(guān)系。十二烷基苯磺酸鈉平均泡沫/孔徑為7.6 ，tween20。一般來(lái)說(shuō)，微泡所確定的極性基團(tuán)表面活性劑分子吸附在其表面30,31。例如，超聲產(chǎn)生zeta電位與sds的陰離子表面活性劑在 10 molm/lkcl溶液ca為- 50mv。在ph值為7 ，同樣的條件下,tween 20產(chǎn)生納米氣泡而作為非離子表面活性劑的ca 為- 7mv， 30 。十二烷基苯磺酸鈉， 產(chǎn)生的微泡將帶負(fù)電荷，因?yàn)槭榛交撬徕c離子吸附在氣泡表面。 由于負(fù)電荷的微泡和負(fù)電荷的膜表面之間的強(qiáng)烈的靜電力，成為微泡脫離孔開口盡快形成。相反，對(duì)吐溫20的微泡仍然重視膜表面，直到他們推走下一泡沫形成在同一孔開放。與吐溫2

25、0相比，十二烷基苯磺酸鈉微泡的產(chǎn)生，這是一個(gè)忽略表面電荷產(chǎn)生后果。對(duì)ctma ，平均氣泡直徑隨著平均孔徑增加而增加。然而，很難通過(guò)改變膜孔徑控制spg膜規(guī)模的微泡產(chǎn)生的。這是因?yàn)橛H水性的膜表面變低。膜表面和水相之間的接觸角的增加如第3.3節(jié)所描述。3.5在氣泡形成時(shí)間方面表面活性劑類型平均孔隙直徑m氣泡孔隙直徑m圖7， dbs, tween 20， ctma產(chǎn)生氣泡直徑和平均孔隙直徑之間的關(guān)系跨膜/泡點(diǎn)壓力比定為1.1 。表面活性劑濃度為2.0mol/l。由于微泡和膜表面之間存在一個(gè)強(qiáng)大的靜電斥力相互作用，這可預(yù)計(jì)泡沫形成的時(shí)間tf，為表面可以保持親水在泡沫的形成，對(duì)十二烷基苯磺酸鈉和twee

26、n 20 ，原來(lái)的膜低接觸角分別為8 和13 ，膜親水表面仍然在微泡的形成支持這一想法。我們認(rèn)為十二烷基苯磺酸鈉和tween 20分散微泡形成可以解釋上述觀點(diǎn)。為確認(rèn)這一預(yù)測(cè)，在泡沫形成的時(shí)候，計(jì)算所有情況。在從單一孔泡沫泡沫形成過(guò)程中，一個(gè)泡形成時(shí)間可從體積比率表示， vb和通過(guò)一個(gè)單一的孔隙體積流量q15 （4）u是通過(guò)一個(gè)單一的孔隙氣態(tài)相速度，可表示從以下方程 15 ： （5）t是膜的孔隙曲折。對(duì)spg膜，孔隙曲折被發(fā)現(xiàn)為1.28，獨(dú)立的膜孔徑 28 k為積極毛孔的比例，它的定義是參加形成所有毛孔比例 15,32 。在泡沫形成過(guò)程，氣態(tài)相（氣）流量通過(guò)spg膜， jg可表示根據(jù)哈根一泊肅

27、葉法 15,19 （6）p是適用跨膜壓力， pbp是泡點(diǎn)壓力， g是氣相粘度（= 1.82* 10-5為空氣在298k ） ， rm是膜流體力學(xué)阻力。流體力學(xué)阻力， rm是由下式給出 28 ： （7） x是膜厚度， pr是跨膜/泡點(diǎn)壓力比（pr=p / pbp ） 。把公式（ 6 ）代入公式（ 5 ）然后把公式（ 5 ）帶入公式（ 4 ） ，泡沫形成的時(shí)間由下式給出了： （8）表4 包含sdbs, tween 20 和 ctma 的spg膜系統(tǒng)中的泡沫形成時(shí)間的計(jì)算值平均孔徑 （微米）表面活性劑類型平均氣泡直徑（微米）氣泡形成時(shí)間（毫秒）1.03.15.010.0sdbstween20ctma

28、sdbstween20ctmasdbstween20ctmasdbstween20ctma7.49.227.221.928.752.135.643.063.275.792.110.38.213.03968.313.61909.715.080.312.214.967.8g= 1.82*10-5為空氣， t= 1.28 spg膜 28 ，db，dm為實(shí)測(cè)值分貝，（從圖7或表4 ）和pbp （從表2 ）在跨膜/泡點(diǎn)壓力比pr= 1.1 ，每個(gè)含有十二烷基苯磺酸鈉，吐溫20和ctma 膜的系統(tǒng)中一個(gè)獲得泡沫形成時(shí)間列于表4 。正如預(yù)期的那樣，同樣的條件，十二烷基苯磺酸鈉泡沫比為吐溫20和ctma下形成

29、時(shí)間短。類似的結(jié)果，ye從spg膜的案件陰離子和非離子型表面活性劑（ sds和吐溫80 ）觀察到 33 。3.6氣態(tài)相通量與表面活性劑類型的關(guān)系發(fā)現(xiàn)spg膜單分散微泡的跨膜/泡點(diǎn)壓力比值范圍為1-2 19 。在這項(xiàng)研究中，在十二烷基苯磺酸鈉，吐溫20和ctma 條件下，氣態(tài)相通量通過(guò)5.0米的膜pr測(cè)量范圍的1.03-1.05。圖8顯示的跨膜/泡點(diǎn)壓力比對(duì)氣態(tài)相流量效果。正如預(yù)期的均衡器（ 6 ） ，對(duì)所有的氣態(tài)相通過(guò)膜通量增加而增加適用跨膜壓力跨膜/泡點(diǎn)壓力比范圍調(diào)查。吐溫20比十二烷基苯磺酸鈉氣態(tài)相流量約為11.15倍，但比ctma小得多 。圖9顯示計(jì)算積極毛孔比例，膜的跨膜/泡點(diǎn)壓力比的

30、考慮條件圖8。積極毛孔的比例，k從下面的公式計(jì)算，這是改寫由均衡器。 （ 6 ） ，利用測(cè)量值的氣態(tài)相通量， jg在某一跨膜/泡點(diǎn)壓力比pr 15,18: 氣 態(tài) 通 量 m/h積極毛孔比率%跨膜/泡點(diǎn)壓力 跨膜/泡點(diǎn)壓力率圖8 表面活性劑為sdbs,tween20,ctma平均孔徑為5.0微米spg膜 氣態(tài)通量影響跨膜/泡點(diǎn)壓力比的關(guān)系. 活性劑濃度為2.0mol/l.圖9 sdbs,tween20和ctma平均孔徑五微米spg膜的跨膜/泡點(diǎn)壓力率對(duì)積極毛孔比率的影響，活性劑濃度為2.0mol/l.十二烷基苯磺酸鈉，tween20和ctma分別只有0.028-0.036 ， 0.29-0.5

31、6 和0.88-3.2 的積極毛孔。非常低的比例的一個(gè)原因是，可能是由于低跨膜/泡點(diǎn)壓力比。如圖8，9所示，在操作壓力在這種情況下，十二烷基苯磺酸鈉的氣體相流量和跨膜壓力之間線性關(guān)系，積極孔隙獲得和所占的比例是獨(dú)立的。相比之下，吐溫20和ctma 雙方，增加氣態(tài)相通量需更高的操作壓力。這可能是由于積極毛孔越來(lái)越多所示，如圖 9 。在相同條件下，吐溫20和 ctma高通量相比，十二烷基苯磺酸鈉結(jié)論是，十二烷基苯磺酸鈉積極毛孔的比例顯著高于毛孔是為吐溫 20和ctma。 （9）4 .結(jié)論表面活性劑類型對(duì)微泡型形成行為的影響采用系統(tǒng)組成的空氣和表面活性劑溶液表氣液分散來(lái)研究。由spg膜單分散微泡分別

32、采用十二烷基苯磺酸鈉和吐溫20作為陰離子和非離子表面活性劑形成。表面活性劑/膜表面相互作用和低接觸角有助于維持膜表面親水性， 這是分散微泡形成一個(gè)先決條件。相比之下，表面活性劑/膜表面吸引力的相互作用，在系統(tǒng)中含有ctma作為一種陽(yáng)離子表面活性劑導(dǎo)致聚分散形成大量氣泡，可能是因?yàn)殛?yáng)離子表面活性劑吸附在膜表面，從而導(dǎo)致而降低膜表面的親水性。根據(jù)相同條件下，十二烷基苯磺酸鈉微泡的產(chǎn)生小于吐溫20和ctma 。對(duì)十二烷基苯磺酸鈉，只要膜表面形成一個(gè)強(qiáng)有力由于靜電排斥力，成為獨(dú)立的微孔隙，這有助于微泡脫離孔口。吐溫20和ctma的微泡形成之后仍然吸附在膜表面，同一孔下一個(gè)泡沫形成之后才推了前面泡。氣態(tài)

33、階段吐溫20比十二烷基苯磺酸鈉通量約大11-15日倍的，但比ctma要小得多，因?yàn)闉閏tma的十二烷基苯磺酸鈉積極毛孔比例比為吐溫20和ctma是顯著降低的。致謝這項(xiàng)工作得到了日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用研究的幫助。我們要感謝日本宮崎縣順子女士在對(duì)膜表面張力的測(cè)量。參考文獻(xiàn)1 s. mayer, p.a. grayburn, progress in cardiovascular diseases 44 (2001) 3344.2 e.c. unger, t.o. matsunaga, t. mccreery, p. schumann, r. sweitzer, r. quigley,eur.

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