胶体与界面化学小论文

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1、读书报告文章名：检测泡沫稳定性的新方法和新的表征参数NovelMethodandParametersforTestingandCharacterizationofFoamStability出处：LangmuirArticleReceivedSeptember16,2009.RevisedManuscriptReceivedNovember2,2009本文摘要：提出了新的可用于对各种液体泡沫迅速表征的参数。该实验开发了自动化方法包括将气体流速控制在恒定值，将定量的气体引入到实验中的圆柱形玻璃柱中。使用一个光敏化系统同时记录泡沫和溶液的状态。引进了两个新的参数，为偏差时间（ti

2、meofdeviation）tdev和过渡时间（timeoftransition）ttr，是在泡沫改变量(ΔVF)和此时用去溶液量(ΔVs)的基础上推导出的。这些参数可以区分三种不同阶段的泡沫衰变，在此基础上可以预测泡沫的稳定性，而不用考虑是否形成了一个不稳定的（湿）或者一个稳定的（干）泡沫体系。该方法的有效性在于可以在多种稳定或不稳定泡沫体系中适用，甚至包括生物表面活性剂。本文实验相关参数和装置：1一个玻璃圆柱筒内径是42mm，长度25cm并且在底部有烧结玻璃G3.2一个光电敏元件系统，包含一组垂直固定的光敏二极管，用于测量泡沫和溶液的高度。3一个活塞用于防止溶液从底部漏

3、出。4一个气体进口连接着一个小泵用来计量气体的量，活塞在流量一定的情况下是自动的。实验中一共有90ml的气体被导入到50ml的溶液中，气体流量是10dm3/h.foam/air(hF)与solution/foam(hS)的改变量都是时间的函数。传感器的精度在2.5mm.t=t0时结束供气。泡沫溶液。表面活性剂是十二烷基硫酸钠等。实验是在22℃做的。实验意义：不同的稳定泡沫广泛应用于多种应用。液态泡沫是有着相当宽的稳定范围的复杂系统。他们可能存活几秒钟到几天甚至几个星期。因此，尽管到目前为止有着大量的尝试，但是既没有一个全面的理论，也没有出现检测泡沫稳定性的标准方法的实验。主

4、要的原因可能是泡沫存在于太多的过程中，比如清洗、浮选、灭火、食品、饮料、化妆品和保护环境，甚至一些独特的应用比如石油的开采，啤酒的泡沫或者生命科学。由此，大量的测试方法被用于这些不同的领域，可是这些测试方法只能在一个有限制的领域内应用，却无法推广。因此，一个广泛适用的用来描述泡沫状态的方法是很有必要的。那些用来表征泡沫的方法各自之间最主要的区别就是气体在泡沫溶液中的分散方式的不同。泡沫可能是由于摇晃产生的，也有可能是搅拌产生的，也有可能是倾倒等产生的。这些产生方式的主要缺点就是无法很好的界定泡沫的状态。稳定泡沫的著名方法Ross—Miles中，定量的泡沫溶液从一定高度上倾倒

5、下来通过一定直径的小洞进行测量的方法，也不能控制气体分布的量。形成泡沫的量和完整泡沫的或者一半重量泡沫的寿命是可以被控制的。最大的优点就在于这个方法的简便性。而且一直在被改进和标准化来提高该方法的稳定性。当然，还是有控制引进的气体的量和速度的方法的。可是，这些方法却十分复杂而且费力，而且也不利于推广。最近我们设计了一种简单和新式的方法可以对发泡和泡沫稳定性进行表征，并且申请了专利。这种方法可以适用于各种各样的泡沫体系而不用考虑它们是否是干燥的或者是湿润的体系。这一篇论文简单的介绍了测量的方法和详细说明了2个新的参数（偏差时间tdev和过渡时间ttr）。这两个参数是从一定条件

6、下制取的泡沫的流体力学状态下得到的。偏差时间是测定起泡初始时间段。这个时间段是没有任何泡沫破裂的。过渡时间代表泡沫衰变的阶段，这段时间从泡沫柱底部流出的溶液是可以忽略的，而泡沫膜破裂的比率是最大的。本文结果与分析：Timeofdeviation(tdev)：由于内径已经确定，泡沫和溶液的高度就确定了，就可以用来测定泡沫和溶液的体积随时间的变化。由下面的图2中可以看到，推动活塞，hF就是泡沫的最大高度，hF（t）既是泡沫随时间变化的高度，同理，可以知道是溶液最大高度，为溶液随时间变化的高度。而泡沫的最大高度时就是，溶液最低时。并且很容易推得关系式：接下来就推导新参数timeo

7、fdeviation(tdev)andtimeoftransition(ttr)是由ΔhF(t)和ΔhS(t)决定的.（下图表面活性溶液是n-nonyl-R-D-glucopyranoside）接下来由实验做出ΔhF与ΔhS随着时间t变化，并做出图3，由图3中能看到，持续到溶液高度差与泡沫高度差都是25mm时，比率还是直线。这说明泡沫在此时还没有破裂，整个体系的体积也没有改变。因为这个时间段里没有气体逃逸。因此，泡沫衰变的第一个阶段的状态，就是从t=0到泡沫还没有开始衰变的时间，称为阶段I，可以用tdev表征。这个