本書系統(tǒng)探討了固液界面水化膜及氣體吸附、積聚形成納米氣體吸附層的機制、結(jié)構(gòu)特征與性質(zhì),通過實驗與分子動力學模擬探討了礦物表面潤濕性、氣體吸附與積聚機制,以及表面活性劑對氣體積聚的調(diào)控作用,并總結(jié)了其在礦物浮選、食品農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護等領(lǐng)域的應用前景。
本書可供從事固液界面氣體、表面活性劑吸附以及應用相關(guān)行業(yè)的科研人員、技術(shù)人員和管理人員參考,也可供高等學校礦業(yè)工程、環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)師生參考。
栗褒,本碩博均畢業(yè)于太原理工大學,公派澳大利亞科廷大學聯(lián)合培養(yǎng)博士。主持國家自然科學基金青年基金項目、國家重點研發(fā)計劃子任務、山西省基礎研究計劃、山西省回國留學人員科研資助項目等省部級科研項目5項;以一作者/通訊作者在《MineralsEngineering》等國內(nèi)外期刊發(fā)表學術(shù)論文14篇;授權(quán)國家發(fā)明專利1項。
第1章緒論001
1.1固液界面水化膜概述001
1.1.1水化膜的基本概念與重要性001
1.1.2水化膜的形成機制與結(jié)構(gòu)特征003
1.1.3水化膜的性質(zhì)005
1.2固液界面納米氣層研究現(xiàn)狀007
1.2.1納米氣層的定義與存在證據(jù)007
1.2.2納米氣層的制備技術(shù)與性質(zhì)010
1.2.3納米氣層的研究意義013
1.3固-液-氣三相界面的表征方法013
1.3.1實驗表征方法綜述013
1.3.2分子動力學模擬在三相界面研究中的應用020
第2章固液界面水化膜的特性024
2.1礦物表面潤濕性對固液界面水化膜的影響024
2.1.1實驗材料024
2.1.2水化膜測試原理與步驟025
2.1.3礦物表面的潤濕性026
2.1.4氧化對礦物表面水化膜的影響026
2.1.5表面活性劑吸附對礦物表面水化膜的影響028
2.2低階煤-水界面處水分子的性質(zhì)029
2.2.1模擬細節(jié)與實驗方法029
2.2.2界面水分子的分子動力學模擬032
2.2.3表面活性劑在低階煤表面的預吸附037
2.2.4表面活性劑預吸附對低階煤-水界面處水分子性質(zhì)的影響038
2.2.5不同含水量低階煤的潤濕熱040
第3章氣體在疏水固液界面吸附與積聚的作用機制042
3.1模型建立與模擬細節(jié)042
3.1.1模型構(gòu)建與設置042
3.1.2模擬方法與步驟043
3.2模擬結(jié)果與分析討論044
3.2.1氣-固、氣-液以及氣-液-固體系中N2分子的吸附構(gòu)型044
3.2.2固液界面水分子疏松層的形成與特性046
3.2.3固液界面N2、水分子密度的變化規(guī)律047
3.2.4相互作用能分析048
第4章固體表面性質(zhì)對氣體積聚的影響049
4.1固體表面潤濕性對氣體積聚的影響049
4.1.1不同潤濕性固液界面微納米氣泡的形成與測定049
4.1.2模型構(gòu)建與模擬方法051
4.1.3氣體的吸附構(gòu)型與數(shù)量051
4.1.4密度分布分析053
4.1.5相互作用能分析054
4.2氣體在粗糙固液界面的吸附與積聚055
4.2.1模型構(gòu)建與計算方法055
4.2.2吸附平衡構(gòu)型055
4.2.3密度分布分析057
4.2.4相互作用能分析059
4.3固體表面粗糙度對氣體吸附與積聚的影響060
4.3.1模型構(gòu)建與計算方法061
4.3.2固液界面處N2分子的數(shù)量062
4.3.3密度分布分析063
4.3.4N2分子的均方根位移與擴散系數(shù)067
4.3.5徑向分布函數(shù)069
4.3.6相互作用能分析070
第5章表面活性劑吸附對氣體在固液界面積聚的調(diào)控072
5.1不同種類表面活性劑在固液界面的吸附行為072
5.1.1非離子表面活性劑極性基團類型072
5.1.2非離子表面活性劑中EO單元數(shù)075
5.1.3非離子表面活性劑中苯環(huán)結(jié)構(gòu)086
5.2表面活性劑預吸附對氣體積聚的調(diào)控作用092
5.2.1模型構(gòu)建與計算方法092
5.2.2氣體的吸附構(gòu)型與數(shù)量094
5.2.3密度分布分析095
5.2.4N2分子的均方根位移與擴散系數(shù)098
第6章固液界面氣體積聚的應用101
6.1礦物浮選領(lǐng)域的應用101
6.2食品與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用104
6.2.1食品工業(yè)104
6.2.2農(nóng)業(yè)領(lǐng)域105
6.3環(huán)境保護領(lǐng)域的應用107
6.3.1污水處理107
6.3.2重金屬去除108
6.4其他領(lǐng)域的應用109
參考文獻112