Εφαρμογές ζ-δυναμικού

Παρουσίαση με θέμα: "Εφαρμογές ζ-δυναμικού"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Εφαρμογές ζ-δυναμικού
▪ Σταθερότητα συστημάτων διασποράς ► λυόφιλα συστήματα (άργιλοι, σάπωνες) ΔG = ΔU – TΔS < 0  αυθόρμητος διασπορά ≡ αύξηση ΔS ► λυόφοβα συστήματα Wc >> Wa ΔG = ΔU – TΔS > 0  μη αυθόρμητος διασπορά Εξωτερικό έργο  Αύξηση της επιφανειακής ενέργειας (σ=dWc/dS, J/m2 ή erg/cm2) Ασταθές σύστημα → Συσσωμάτωση - Aggregation → Θρόμβωση - Coagulation → Κροκίδωση - Flocculation

2 DLVO θεωρία της σταθερότητας των κολλοειδών
Deryagin και Landau Verwey και Overbeek Δυνάμεις Van der Waals  Δυνάμεις ηλεκτροστατικές Σταθερό αιώρημα Συσσωμάτωση

3 ψ’ ψh(x) = ψ’(x) + ψ”(x) ψ1 ψh ψ” x h h

4 Ολική ενέργεια = Ενέργεια απωστικών + Ενέργεια ελκτικών δυνάμεων
U = Urep +Ua γ – παράμετρος Debye 0 ≤ γ ≤ 1 Σταθερά Hamaker A ~ erg

5 DLVO theory: Electrostatic stability Derjagin Landau Verwey Overbeek van der Waals attraction (VT/kT) ≥ 10: → “colloid stabiliy” electrostatic repulsion

6

7

8 ζ, mV Χαρακτηρισμός 0-4 Πολύ καλή συσσωμάτωση-κατακάθιση 5-10 Ευνοϊκή συσσωμάτωση-κατακάθιση 11-20 Κατώφλιο συσσωμάτωσης 21-30 Πλατό ελάχιστης σταθερότητας 31-40 Μέτρια σταθερότητα 41-50 Καλή σταθερότητα 51-61 Πολύ καλή σταθερότητα 61-80 Εξαιρετική σταθερότητα 81-125 Μέγιστη σταθερότητα

9 Συσσωμάτωση -Aggregation
aqueous Al2O3 suspension at different pHs Θρόμβωση - Coagulation aqueous As2S3 sol with increasing background electrolyte concentraion (1:1 electrolyte, mM)

10 Θρόμβωση - Coagulation

11 Θρόμβωση - Coagulation
The sol undergoes coagulation upon the addition of Al2(SO4)3 solution stable Fe(OH)3 sol

12 Typical thickness of the adsorption layer in case of electrostatic stabilization and steric stabilization (end-to-end distance . polymer layer thickness) (thickness of the electric double layer)

13 Mechanisms of coagulation
perikinetic: collisions by Brownian motion differential settling (polydisperse suspensions) orthokinetic: induced collisions through stirring; shear

14 Colloid stability requires repulsive forces between
colliding particles

15 Conformations of adsorbed polymer chains

16 Conformations of adsorbed polymer chains

17 Typical Polymer Adsorption Isotherms
the effect of molecular weight

18 Κροκίδωση - Flocculation

19

20 ▪ Βιομηχανία κεραμικών
μικρό ιξώδες  καλή απαέρωση  συμπαγή και ανθεκτικά εκμαγεία Αιώρημα αργίλου Πύρωση Καλούπι χύτευση Προϊόν

21 ▪ Βιομηχανία χρωμάτων φαρμάκων καλή διασπορά  μεγάλος χρόνος κατακάθισης

22 ↓διήθηση ▪ Τεχνολογία απορρύπανσης Κολλοειδή απόβλητα ↓συσσωμάτωση
▪ Τεχνολογία απορρύπανσης Κολλοειδή απόβλητα ↓συσσωμάτωση Ίζημα ↓διήθηση Καθαρό νερό

23 ▪ Παρασκευή χαρτοπολτού
Διατήρηση του σχήματος των ινών (λεπτές και εκτεταμμένες)