水質(zhì)控制膠體與界面化學(xué)（第二版）

第1章膠體化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史與基本概念/1
1.1膠體名稱的來源1
1.2膠體的分類2
1.3膠體分散體系的分散度及比表面積2
1.4膠體微粒的形狀3
1.5膠體微粒多分散性及平均大小4
1.6天然水中的膠體污染物7

第2章擴(kuò)散與布朗運(yùn)動(dòng)/9
2.1擴(kuò)散9
2.1.1Fick第一定律9
2.1.2Fick第二定律9
2.2布朗運(yùn)動(dòng)10
2.3擴(kuò)散的應(yīng)用12
2.3.1計(jì)算球形微粒的半徑和摩爾質(zhì)量12
2.3.2計(jì)算非球形微粒的軸比值12
2.3.3估算微粒的最大溶劑化量13
2.4擴(kuò)散理論在天然水與水處理中的作用14

第3章沉降/15
3.1重力場(chǎng)中的沉降15
3.1.1沉降速度15
3.1.2沉降分析法測(cè)定粒度分布16
3.1.3沉降平衡和高度分布定律17
3.2離心力場(chǎng)中的沉降19
3.2.1速度法19
3.2.2平衡法21
3.3沉降在水處理中的應(yīng)用22
3.3.1重力沉降法22
3.3.2離心力沉降法22
3.3.3高濁度水的沉降特性及工藝23

第4章滲透壓/25
4.1理想溶液的滲透壓25
4.2高分子溶液的滲透壓26
4.3Donnan平衡與滲透壓27
4.4滲透壓的測(cè)量28
4.4.1滲透計(jì)28
4.4.2半透膜29
4.4.3測(cè)量方法30
4.5反滲透在水處理中的應(yīng)用30

第5章光學(xué)性質(zhì)/32
5.1膠體的光散射32
5.1.1Rayleigh比33
5.1.2光散射的測(cè)量33
5.2Rayleigh散射公式33
5.3散射光的偏振度與空間分布34
5.4大微粒的散射35
5.5高分子溶液的光散射36
5.5.1密度漲落理論36
5.5.2高聚物分子量的測(cè)定37
5.6溶膠的顏色37
5.7動(dòng)態(tài)光散射38
5.7.1準(zhǔn)彈性散射38
5.7.2散射光強(qiáng)的漲落39
5.8水的濁度39

第6章流變性質(zhì)/42
6.1基本概念和基本理論42
6.1.1切應(yīng)變與切變速度42
6.1.2牛頓公式43
6.2黏度的測(cè)量43
6.2.1毛細(xì)管法43
6.2.2同心轉(zhuǎn)筒法45
6.3稀膠體溶液的黏度46
6.3.1基本概念46
6.3.2球形微粒對(duì)膠體溶液黏度的影響46
6.3.3微粒形狀對(duì)膠體溶液黏度的影響47
6.3.4微粒溶劑化對(duì)膠體溶液黏度的影響47
6.3.5分子量對(duì)膠體溶液黏度的影響47
6.4濃分散體系的流變性質(zhì)49
6.4.1牛頓體49
6.4.2塑性體49
6.4.3假塑體50
6.4.4脹流體50
6.4.5觸變流型51
6.5水處理污泥的流變性質(zhì)52

第7章電學(xué)性質(zhì)/53
7.1天然水中膠體表面電荷的來源53
7.1.1鋁硅酸鹽礦的同晶代換53
7.1.2水合氧化物礦的電離與吸附54
7.1.3表面專屬化學(xué)作用55
7.1.4腐殖質(zhì)的電離與吸附56
7.1.5蛋白質(zhì)的兩性特征57
7.2動(dòng)電現(xiàn)象57
7.2.1電泳57
7.2.2電滲58
7.2.3流動(dòng)電位58
7.2.4沉降電位59
7.3雙電層模型59
7.3.1Helmholtz平板電容器模型59
7.3.2Gouy-Chapman擴(kuò)散雙電層模型60
7.3.3Stern模型63
7.4動(dòng)電現(xiàn)象的理論解釋及實(shí)驗(yàn)研究64
7.4.1電滲的理論及實(shí)驗(yàn)64
7.4.2電泳的理論及實(shí)驗(yàn)67
7.4.3流動(dòng)電位的理論及實(shí)驗(yàn)71
7.4.4沉降電位的理論及實(shí)驗(yàn)72
7.5聚沉熱力學(xué)-膠體穩(wěn)定性的DLVO理論73
7.5.1微粒間的van der Waals吸引能73
7.5.2雙電層的排斥作用能74
7.5.3微粒間的總相互作用能76
7.5.4臨界聚沉濃度77
7.6聚沉動(dòng)力學(xué)79
7.6.1異向凝聚79
7.6.2同向凝聚81
7.6.3湍流絮凝動(dòng)力學(xué)研究85
7.7高分子的穩(wěn)定作用與絮凝作用86
7.7.1高分子的空間穩(wěn)定作用86
7.7.2高分子的穩(wěn)定作用在工業(yè)冷卻水中的應(yīng)用87
7.7.3高分子的絮凝作用88
7.8疏水絮凝與疏水作用力89
7.8.1疏水絮凝和疏水作用力的發(fā)現(xiàn)90
7.8.2疏水作用力產(chǎn)生的機(jī)理92
7.8.3水處理中的疏水絮凝95
7.9天然水與水處理中的絮凝98
7.9.1天然水中的絮凝現(xiàn)象98
7.9.2水處理中的絮凝99
7.9.3水處理絮凝的工藝流程100
7.9.4水處理中常用絮凝劑101
7.9.5絮凝劑的毒性及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響104

第8章液體的表面/107
8.1表面張力和表面自由能107
8.1.1基本概念107
8.1.2表面張力和表面自由能產(chǎn)生的原理107
8.1.3常見液體的表面張力108
8.1.4表面張力與溫度、壓力的關(guān)系108
8.2液體的壓力與表面曲率的關(guān)系109
8.3液體的蒸氣壓與表面曲率的關(guān)系112
8.4液體表面張力的測(cè)定114
8.4.1毛細(xì)上升法114
8.4.2環(huán)法115
8.4.3氣泡最大壓力法115
8.5內(nèi)聚功和黏附功116
8.6一種液體在另一種液體上的展開117
8.6.1展開系數(shù)117
8.6.2油對(duì)水體的污染及防治原理118
8.7液液界面張力的Fowkes理論119
8.8不溶物單分子膜121
8.8.1表面壓121
8.8.2單分子膜的各種狀態(tài)122
8.8.3表面膜的應(yīng)用123

第9章溶液的表面/125
9.1表面活性125
9.2表面過剩和Gibbs公式126
9.2.1表面過剩126
9.2.2Gibbs公式127
9.2.3溶液的表面吸附128
9.3表面活性劑129
9.3.1表面活性劑的特點(diǎn)、化學(xué)結(jié)構(gòu)及類型129
9.3.2膠團(tuán)的形成130
9.3.3膠團(tuán)對(duì)溶液性質(zhì)的影響131
9.3.4表面活性劑溶解度和溫度的關(guān)系132
9.3.5影響表面活性劑性質(zhì)的結(jié)構(gòu)因素132
9.3.6表面活性劑的毒性及對(duì)水生態(tài)環(huán)境的影響132

第10章固體的表面/134
10.1基本原理134
10.2固體表面對(duì)氣體的吸附135
10.2.1物理吸附和化學(xué)吸附135
10.2.2吸附熱力學(xué)135
10.2.3吸附等溫線137
10.2.4Langmuir單分子層吸附理論137
10.2.5Temkin吸附等溫式141
10.2.6Freundlich吸附等溫式142
10.2.7BET多分子層吸附理論144
10.2.8Polanyi吸附勢(shì)能理論和D-R公式148
10.2.9毛細(xì)凝結(jié)和吸附滯后150
10.3固體自溶液中的吸附152
10.3.1吸附量152
10.3.2吸附熱力學(xué)152
10.3.3吸附等溫線152
10.3.4吸附動(dòng)力學(xué)154
10.3.5準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程155
10.3.6準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程155
10.3.7顆粒內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程155
10.3.8Elovich動(dòng)力學(xué)方程156
10.4動(dòng)態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)157
10.4.1動(dòng)態(tài)吸附Thomas模型157
10.4.2動(dòng)態(tài)吸附BDST模型158
10.5液體對(duì)固體的潤濕159
10.5.1潤濕與接觸角159
10.5.2接觸角的測(cè)定160
10.5.3表面粗糙度對(duì)接觸角的影響161
10.5.4液體在固體表面上的展開162
10.5.5液體對(duì)固體的浸濕164
10.5.6潤濕與水處理165
10.6吸附劑性能參數(shù)的測(cè)定166
10.6.1比表面積的測(cè)定166
10.6.2孔體積的測(cè)定167
10.6.3平均孔半徑的測(cè)定168
10.6.4孔徑分布的測(cè)定168
10.7吸附劑表面分析170
10.7.1表面形貌分析171
10.7.2表面成分分析172
10.8天然水中的吸附現(xiàn)象和水處理中的吸附173
10.8.1天然水中常見的吸附現(xiàn)象173
10.8.2水處理吸附的工藝及設(shè)備173
10.8.3水處理常用吸附劑175

第11章乳狀液、泡沫、凝膠/177
11.1乳狀液177
11.1.1乳狀液的形成與類型177
11.1.2乳狀液類型的理論177
11.1.3乳狀液的穩(wěn)定與破壞179
11.1.4HLB體系181
11.1.5乳狀液理論在廢水處理中的應(yīng)用182
11.2泡沫183
11.2.1泡沫的結(jié)構(gòu)和形成條件183
11.2.2泡沫的穩(wěn)定性183
11.2.3消泡及消泡劑185
11.2.4泡沫在水處理中的應(yīng)用186
11.3凝膠187
11.3.1基本概念187
11.3.2凝膠的結(jié)構(gòu)188
11.3.3凝膠的膨脹作用188
11.3.4凝膠中的擴(kuò)散189
11.3.5污泥的調(diào)理與脫水190

附錄/195
附錄1中華人民共和國法定計(jì)量單位195
附錄2部分法定計(jì)量單位與非法定計(jì)量單位的換算表196
附錄3常用物理常數(shù)表197
附錄4常見各種液體的表面張力197
附錄5水的物理化學(xué)常數(shù)198
附錄6某些表面活性劑的HLB值198
附錄7常用數(shù)學(xué)公式200

參考文獻(xiàn)/202