Nhũ tương PAM cation

Cơ chế keo tụ của nhũ tương polyacrylamide nước trong dầu (W/O) (chất keo tụ nhũ tương cation) là một quy trình toàn diện, trong đó nó hoạt động như một chất keo tụ nhũ tương cation trong hệ thống nước. Nó không chỉ bao gồm các đặc tính keo tụ của chính chất keo tụ nhũ tương phân tử PAM, mà còn liên quan đến quy trình tách nhũ tương đặc biệt để giải phóng các thành phần hoạt tính. 

Quá trình cụ thể có thể được chia thành các bước chính sau: 

1. Khử nhũ tương và giải phóng cation nhũ tương PAM 

Cấu trúc hệ thống nhũ tương PAM nước trong dầu như sau: 

Pha nước (chứa các phân tử nhũ tương keo tụ cation hoặc các phân tán của chúng) đóng vai trò là pha phân tán, được bao bọc bởi pha dầu liên tục (như dầu khoáng, dầu thực vật) và được ổn định bằng chất nhũ hóa (như loại Span, loại Tween) để tạo thành nhũ tương. Khi nhũ tương này được thêm vào hệ thống nước cần xử lý (như nước thải, huyền phù), do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa môi trường bên ngoài (pha nước) và pha nước bên trong nhũ tương, cũng như sự hòa tan/phân tán của chất nhũ hóa trong pha nước, tính ổn định của nhũ tương bị phá vỡ và xảy ra hiện tượng tách nhũ tương: Pha dầu bị phân tán thành các giọt dầu nhỏ trong một lượng lớn pha nước và dần tách ra khỏi pha nước. 

Nhũ tương PAM cation được bao bọc bên trong (thường là polyme tan trong nước hoặc dạng phân tán có thể hòa tan nhanh trong pha nước) được giải phóng vào hệ thống nước, tạo thành dung dịch phân tử cation nhũ tương PAM hoặc dạng phân tán. 

2. Sự hấp phụ của các phân tử chất keo tụ nhũ tương PAM trên các hạt keo 

Các phân tử được giải phóng của chất keo tụ nhũ tương PAM tương tác với các hạt keo (như trầm tích, chất hữu cơ, vi sinh vật, v.v.) trong nước thông qua các nhóm phân cực (như nhóm amit -CO - NH₂), đạt được sự hấp phụ: Tương tác liên kết hydro: 

Nhóm amide trong phân tử chất keo tụ nhũ tương PAM tạo thành liên kết hydro với các nhóm phân cực như hydroxyl (-OH) và carboxyl (-COOH) trên bề mặt của các hạt keo. 

Lực Van der Waals: Cấu trúc chuỗi dài của chuỗi polyme tạo ra lực hấp dẫn Van der Waals với bề mặt hạt. 

Hấp phụ tĩnh điện: Nếu các hạt keo mang điện tích âm (hầu hết các hạt keo tự nhiên như đất sét, vi khuẩn, v.v.), nếu chuỗi phân tử của chất keo tụ nhũ tương PAM chứa một lượng nhỏ nhóm cation (như PAM cation), nó có thể được hấp phụ lên bề mặt hạt thông qua lực hút tĩnh điện. Ngay cả đối với PAM không ion hoặc anion, hấp phụ chọn lọc vẫn có thể xảy ra với bề mặt hạt thông qua sự khác biệt về mật độ điện tích cục bộ giữa các đoạn chuỗi. 

3. Trung hòa điện 

Hiệu ứng: Các hạt keo thường mang điện tích (chủ yếu là âm) do sự hấp phụ các ion hoặc nhóm trên bề mặt của chúng. Các hạt khó kết tụ do lực đẩy điện tích ".

Các phân tử của chất keo tụ nhũ tương PAM (đặc biệt là loại cation hoặc lưỡng tính) có thể trung hòa một số điện tích bề mặt bằng cách hấp phụ lên bề mặt hạt, làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt và khiến các hạt có khả năng tiếp cận và kết tụ nhiều hơn. 

4. Kết bông cầu nối (Cơ chế cốt lõi) Cấu trúc polymer chuỗi dài (chất kết bông nhũ tương PAM) của PAM là chìa khóa cho hiệu suất kết bông cao: Một chuỗi phân tử duy nhất của chất kết bông nhũ tương cation có thể hấp thụ đồng thời nhiều hạt keo (mỗi bề mặt hạt hấp thụ các đoạn khác nhau của một hoặc nhiều chuỗi phân tử). Thông qua cầu nối chuỗi phân tử ", các hạt nhỏ phân tán được kết nối với nhau để tạo thành các bông cặn lớn hơn (cấu trúc cầu nối "). Khi kích thước bông cặn tăng lên, trọng lực sẽ chi phối quá trình lắng của chúng, hoặc chúng được tách ra bằng phương pháp lọc, tuyển nổi, v.v. 

Cơ chế kết bông của nước trong nhũ tương PAM dạng cation có thể được tóm tắt như sau: Quá trình tách nhũ tương giải phóng các phân tử PAM → PAM liên kết với các hạt keo thông qua hấp phụ → Quá trình trung hòa điện làm giảm lực đẩy của các hạt → Các phân tử chuỗi dài bắc cầu và kết nối các hạt để tạo thành các bông lớn → Đạt được sự tách biệt rắn - lỏng. 

Ưu điểm của nó là dạng nhũ tương cho phép PAM (chất keo tụ nhũ tương cationic) phân tán và giải phóng nhanh chóng, tránh được vấn đề hòa tan không hoàn toàn chất rắn PAM, do đó cải thiện hiệu quả keo tụ.

Các lĩnh vực ứng dụng chính của chất keo tụ nhũ tương cation là: 

1. Xử lý nước thải: Chất keo tụ nhũ tương PAM có thể được sử dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp. Thông qua hiệu ứng keo tụ, các chất ô nhiễm như chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ và ion kim loại nặng trong nước được loại bỏ để cải thiện chất lượng nước. Chất keo tụ nhũ tương cation có hiệu quả xử lý đáng kể đối với nước thải từ các ngành công nghiệp như in ấn và nhuộm, sản xuất giấy và chế biến thực phẩm. 

2. Nhũ tương PAM cationic polyacrylamide tách nước trong bùn có thể tách nước hiệu quả khỏi các hạt rắn trong bùn, giảm độ ẩm của bùn và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý và thải bỏ sau đó. 

3. Lĩnh vực khai thác Trong quá trình chế biến khoáng sản, chất keo tụ nhũ tương PAM có thể được sử dụng để tuyển nổi quặng, xử lý chất thải, v.v. để cải thiện tỷ lệ thu hồi khoáng sản và giảm lượng nước thải. 

4. Công nghiệp sản xuất giấy Được sử dụng để gia cố giấy, hỗ trợ giữ và thoát nước, v.v., nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất giấy. 

5. Ngành công nghiệp dầu mỏ Chất kết bông nhũ tương có thể được sử dụng để xử lý nước thải mỏ dầu, xử lý bùn khoan, v.v. để nâng cao hiệu quả và bảo vệ môi trường trong quá trình khai thác dầu.

Thuộc tính cụ thể của ngành

Các thuộc tính khác

Khả năng cung ứng

Thời gian dẫn

Xưởng tổng hợp của Jiufang Tech

Phòng thí nghiệm Cửu Phương