微乳液和混合表面活性剂对甲苯的增溶作用

以Tween系列非离子型表面活性剂及助表面活性剂组成的混合表面活性剂溶液作为增溶试剂,增溶吸收难溶有机物甲苯。结果表明,当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时增溶效果显著,甲苯的表观溶解度与表面活性剂浓度呈线性关系,且随着表面活性剂浓度的增加而增大,增溶曲线在CMC处出现折点;微乳液较单一表面活性剂溶液对挥发性有机物甲苯的增溶能力更强,增溶比更大;添加助表面活性剂可以不同程度的提高表面活性剂溶液的增溶能力,其规律为:正丁胺正丁醇正丁酸;温度对微乳液及混合表面活性剂溶液的增溶作用有很大的影响,且低温条件更有利于增溶吸收挥发性有机物甲苯。非离子型微乳液是一种良好的增效试剂,在挥发性有机废气污染治理中具有较好的应用前景。     

水溶性吸收剂对甲苯废气的吸收性能

液体吸收法应用于处理工业有机废气涉及到2个关键因素,即吸收剂的选择与吸收液的再生处理. 选择8种水溶性吸收剂——2种氟碳表面活性剂(FSO100和FSN100)、2种非离子表面活性剂〔TW80(吐温80)和SP20(斯盘20)〕、2种阴离子表面活性剂〔脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC)〕及2种类表面活性剂〔β-CD(β-环糊精)和SA(乙酸钠), 对模拟甲苯废气进行了动力学吸收试验,研究吸收性能和加热蒸馏法对甲苯回收与吸收剂溶液再生的可行性. 结果表明:吸收剂类型是影响甲苯吸收能力的最主要因素. 2种氟碳表面活性剂吸收液的甲苯吸收能力最强,其次是SP20与AES,而其他4种吸收剂溶液对甲苯的吸收能力很弱. 上述3类吸收剂对甲苯的初始去除率分别为80%～90%、75%左右与60%～70%,甲苯饱和吸收浓度(以w计)分别为0.58～3.45、0.38～1.44与0.14～1.01 mg/g. 除TW80吸收液热稳定性差、不宜采用加热蒸馏方法再生外, 其他吸收剂溶液经5次重复使用,甲苯回收率可达70%～85%,并能保持其原有吸收性能. 甲苯分配系数计算结果表明,FSO100和FSN100分别为0.41、0.62, SP20和AES分别为0.76、0.95, 其他4种吸收剂溶液在1.12～3.54之间;甲苯分配系数与饱和吸收浓度呈负相关、与体积传质系数呈正相关. 因此,2种氟碳表面活性剂吸收液对甲苯的吸收能力强,加热蒸馏法回收甲苯与再生吸收液具有经济性,用于处理甲苯废气具有广泛的应用前景.      

甲苯增溶吸收微乳液的制备及相行为

为选择适于甲苯增溶吸收微乳体系,研究了以甲苯为油相、以正丁醇或正辛醇为助表面活性剂分别与典型阳离子、阴离子、非离子表面活性剂形成的微乳液的相行为,用相图法分析了微乳体系的稳定性.以相图微乳区面积为指标,考察了影响微乳液增溶甲苯的因素.结果表明,在实验条件下6 种微乳液可以自发形成;以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂、正辛醇为助表面活性剂、表面活性剂与助表面活性剂质量比为3:2、温度为30℃时,微乳区面积最大(64%),可作为甲苯增溶吸收微乳液.     

复配表面活性剂水溶液处理甲苯气体的研究

以非离子表面活性剂吐温-20(Tween-20)为主表面活性剂,添加助表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以及助剂氯化钠,形成复配水溶液吸收剂处理VOCs废气.以甲苯为VOCs的典型代表,研究了Tween-20,Tween-20/SDBS和Tween-20/SDBS/氯化钠3种水溶液吸收剂的临界胶束浓度(CMC)及其对甲苯去除率的影响.结果表明,当表面活性剂浓度达到CMC时,水溶液对甲苯的吸收效果开始明显增强,加入助表面活性剂SDBS和助剂氯化钠有利于甲苯的去除,同时可降低溶液的CMC,减少表面活性剂的用量,降低水溶液吸收法处理VOCs成本.当空气流量G为300mL/min、液体喷淋量L为75mL/min、进口甲苯浓度800mg/m3、温度T为30℃时,分别以Tween-20、Tween-20/SDBS(摩尔比1/4)和Tween-20/SDBS/氯化钠(摩尔比1/4/0.1)的水溶液为吸收剂,且浓度均为1CMC时,甲苯去除率分别为56%、70%和77%,三元复配表面活性剂水溶液的吸收效果最佳.     

表面活性剂及助溶剂对环境污染物蒽的增溶作用

测定了加入助溶剂乙二醇乙醚前后环境中污染物蒽在三种不同表面活性剂水溶液中的表观溶解度。实验表明表面活性剂对蒽的增溶能力与其浓度的关系曲线在其临界胶束浓度时出现一转折点，在此转折点前后，这条关系曲线均为直线。乙二醇乙醚的加入，不仅起到了降低表面活性剂临界胶束浓度的作用，也增大了蒽在表面活性剂溶液中的胶束／水分配系数。将蒽的胶束／水分配系数作为表面活性剂增溶能力的量度，与其正辛醇／水分配系数进行了比较。     

生物柴油吸收VOCs的特性及热力学

采用具有高沸点、低粘度特性的生物柴油作为非极性挥发性有机废气（VOCs）的吸收剂,以甲苯为典型VOCs代表,通过吸收实验考察了生物柴油的甲苯吸收特性.结果发现,在同一浓度下生物柴油吸收甲苯容量优于矿物油,且比水提高1个数量级,并且随着初始浓度升高,吸收容量等比例上升.温度是吸收敏感因素,温度上升会导致吸收容量大幅下降.采用UNIFAC模型计算溶解度数据与实验数据吻合较好,平均相对误差为3.37%,可有效预测生物柴油吸收VOCs特性.在此基础上论文也考察了生物柴油对四氯乙烯、苯乙烯、氯苯的吸收特性,并计算了4种VOCs在生物柴油中的无限稀释活度系数、亨利系数及吸收过程的ΔG、ΔH和ΔS.结果表明生物柴油对这4种VOCs的吸收性能排序为：苯乙烯>氯苯>四氯乙烯>甲苯,饱和吸收容量分别为55.17,27.75,20.46,11.93mg/g.     

憎水性污染物在表面活性剂溶液中的增溶动力学

为了解表面活性剂溶液对憎水性污染物增溶过程的影响因素,研究六氯乙烷在Ｔｗｅｅｎ２０溶液中的增溶动力学过程,建立了六氯乙烷在表面活性剂溶液中增溶的传质模型．模型表明当六氯乙烷总表面积固定时,其溶解速率同六氯乙烷在表面活性剂溶液中的表观溶解度和表观传质系数呈正相关．发现六氯乙烷在表面活性剂溶液中的表观传质系数和纯水中的相比降低了,但由于表面活性剂对六氯乙烷的增溶作用导致其溶解速率总体上是提高的     

阳离子表面活性剂对甲苯与水间气-液平衡关系的影响

为探明表面活性剂对水体中挥发性有机物挥发作用的影响,采用顶空气相色谱法并通过改变相比,研究了甲苯与氯代十六烷基吡啶(CPC)溶液间的气-液平衡关系. 结果表明:体系达到平衡后甲苯气相浓度(峰面积)与相比具有良好的线性关系,且二者间的线性关系可通过方程1/ApR_f/H_iC_io+R_f/Cio(V_g/V_L)进行拟合并得到亨利系数值.溶液中CPC浓度的变化对甲苯的亨利系数有明显影响,平衡体系的亨利系数值随着CPC浓度的增大而减小;当CPC浓度小于临界胶束浓度(CMC)时,CPC浓度的增加对亨利系数的影响不明显;当CPC浓度在CMC以上时,随着CPC浓度的增加亨利系数减小趋势明显.温度对亨利系数有显著影响,亨利系数随温度的升高而增大,且二者间存在良好的线性关系,并可通过Van’t Hoff方程进行拟合.      

表面活性剂溶液中多氯联苯溶解的特性

对表面活性剂溶液中多氯联苯的溶解特性进行了研究.发现非离子型表面活性剂对多氯联苯增溶效果优于阴离子型表面活性剂;在浓度大于临界胶束浓度(CMC)范畴,不但表面活性剂的增溶效果远较其浓度低于CMC时为佳,而且表面活性剂浓度与多氯联苯的溶解度成正比地线性相关,此结果说明,表面活性剂主要通过形成胶束来增加多氯联苯的溶解度.多氯联苯在非离子型表面活性剂胶束溶液中与在正己烷中的紫外-可见光谱相似,进一步说明胶束内的多氯联苯分子主要分布于类似正己烷的疏水胶核区域.在十二烷基醇聚氧乙烯(10)醚溶液中,所试多氯联苯的辛醇-水分配系数(K_ow)与其胶束-水分配系数(K_m)存在很好的线性相关关系.     

几种表面活性剂对柴油及多环芳烃的增溶作用

研究表面活性剂在多种柴油HOCs(疏水性有机物)组分共存条件下对PAHs(多环芳烃)的增溶作用.选用阴离子表面活性剂LAS(十二烷基苯磺酸钠)和SDS(十二烷基硫酸钠),非离子表面活性剂TX 100(曲拉通X-100)和TW 80(吐温80)及生物表面活性剂鼠李糖脂和烷基糖苷,评价表面活性剂对柴油的增溶效果,并筛选出LAS,TX 100和鼠李糖脂,进行柴油中PAHs的增溶试验.结果表明,表面活性剂对柴油增溶作用顺序为鼠李糖脂> TX 100 >烷基糖苷> TW 80> LAS>SDS.在多种柴油组分共存条件下,PAHs的表观溶解度与表面活性剂浓度具有良好的线性关系.表面活性剂对柴油中PAHs的增溶作用顺序为鼠李糖脂> TX 100 > LAS.鼠李糖脂具有较低的临界胶束浓度和较复杂的分子结构,能够形成更多、更大的胶束,有利于柴油及PAHs的增溶.      

Phase behavior of TXs/toluene/water microemulsion systems for solubilization absorption of toluene

Triton Xs(TXs) surfactants/cosurfactant/water/oil(toluene) microemulsion systems for enhancing toluene solubilization were proposed and its potential was investigated for toluene removal from gas stream.The results indicated that TX-100 was superior to other TXs surfactants in removing toluene without cosurfactant.The efficiency of cosurfactants for improving toluene solubilization capacity follows the order:amine>alcohol>acid.According to the factor analysis,the linear cosurfactants are better than the bra...     

Reversibly enhanced aqueous solubilization of volatile organic compounds using a redox-reversible surfactant

Surfactant-enhanced remediation (SER) is an effective method for the removal of volatile organic compounds (VOCs) from contaminated soils and groundwater. To reuse the surfactant the VOCs must be separated from the surfactant solutions. The water solubility of VOCs can be enhanced using reversible surfactants with a redox-acive group, (ferrocenylmethyl)dodecyldimethylammonium bromide (Fcl2) and (ferrocenylmethyl)tetradecanedimethylammonium bromide (Fcl4), above and below their critical micelle concentrations (CMC) under reducing (I⁺) and oxidative (I²⁺) conditions. The CMC values of Fcl2 and Fcl4 in I⁺ are 0.94 and 0.56 mmol/L and the solubilization of toluene by Fcl2 and Fcl4 in I⁺ for toluene is higher than the solubilization achieved with sodium dodecyl sulfate, cetyltrimethylammonium bromide and Trition X-114. The solubilization capacity of the ferrocenyl surfactants for each tested VOCs ranked as follows: ethylbenzene > toluene > benzene. The solubilities of VOCs by reversible surfactant in I⁺ were 30% higher than those in I²⁺ at comparable surfactant concentrations. The effects of Fcl4 concentrations on VOCs removal efficiency were as follows: benzene > toluene > ethylbenzene. However, an improved removal efficiency was achieved at low ferrocenyl surfactant concentrations. Furthermore, the reversible surfactant could be recycled through chemical approaches to remove organic pollutants, which could significantly reduce the operating costs of SER technology.     

非离子表面活性剂溶液中多环芳烃的溶解特性

采用3种典型非离子表面活性剂(Tween80、Tween20和Triton X-100),对4种典型多环芳烃萘(naphtha-lene)、菲(phenanthrene)、芴(fluorene)和芘(pyrene)进行了溶解特性研究.结果表明,非离子表面活性剂对多环芳烃具有较好的增溶效果,在浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,多环芳烃的溶解度与表面活性剂浓度成正比例线性相关通过质量溶解率(WSR)的比较,确定3种非离子表面活性剂对多环芳烃的增溶效果为Triton X-100＞Tween80＞Tween20,与其HLB值呈负相关.在非离子表面活性剂溶液中,多环芳烃的正辛醇-水分配系数(K_ow)与其胶束-水分配系数(K_m)呈现良好的线性相关关系.     

市售0号柴油对甲苯气体的吸收特性研究

以甲苯为吸收对象,市售0号柴油为吸收剂,采用静态气液平衡与动态吸收模拟相结合的方法,研究0号柴油对甲苯的吸收特性。气液平衡实验表明,在一定的浓度和温度范围内,0号柴油与甲苯的气液平衡符合亨利定律。动态吸收模拟实验表明,废气中甲苯浓度对0号柴油的吸收效果产生显著影响,随着废气中甲苯浓度的增大,0号柴油的吸收效率和吸收速率增大,吸收饱和时间减少。计算发现,当动态吸收达到饱和时,0号柴油对甲苯的吸收量远低于理论吸收量,但随着废气中甲苯浓度的增加,两者的差距在缩小,这可能与动态条件下气液相接触时间较短有关。实验发现,在吸收过程中,0号柴油中有少量的轻组分逸出,会产生二次污染的问题,可以通过与吸附等其他过程结合来消除。     

提高柠檬酸钠净化甲苯废气效率的实验研究

以柠檬酸钠溶液为吸收剂,添加三种不同的添加剂在填料塔中进行了吸收法净化含甲苯有机废气的实验研究。在相同的工艺条件下,分别研究了添加柠檬酸,无机盐助剂、聚乙二醇(PEG200)以及三者的组成对柠檬酸钠吸收剂去除甲苯效果的影响。实验结果表明,当5%柠檬酸钠吸收剂分别添加柠檬酸时pH=6,无机盐0.05%硅酸钠、0.1%磷酸钠和0.1%碳酸钠,0.5%聚乙二醇时,对甲苯净化效率及吸收容量都有显著提高。当三种添加剂组合时效果更佳。     

Absorption and recovery of n-hexane in aqueous solutions of fluorocarbon surfactants

n-Hexane is widely used in industrial production as an organic solvent. As an industrial exhaust gas, the contribution of n-hexane to air pollution and damage to human health are attracting increasing attention. In the present study, aqueous solutions of two fluorocarbon surfactants(FSN100 and FSO100) were investigated for their properties of solubilization and dynamic absorption of n-hexane, as well as their capacity for regeneration and n-hexane recovery by thermal distillation. The results show that the two fluorocarbon surfactants enhance dissolution and absorption of n-hexane, and their effectiveness is closely related to their concentrations in solution. For low concentration solutions(0.01%–0.30%), the partition coefficient decreases dramatically and the saturation capacity increases significantly with increasing concentration, but the changes for both are more modest when the concentration is over 0.30%. The FSO100 solution presents a smaller partition coefficient and a greater saturation capacity than the FSN100 solution at the same concentration,indicating a stronger solubilization for n-hexane. Thermal distillation is a feasible method to recover n-hexane from these absorption solutions, and to regenerate them. With 90 sec heating at 80–85°C, the recovery of n-hexane ranges between 81% and 85%, and the regenerated absorption solution maintains its original performance during reuse. This study provides basic information on two fluorocarbon surfactants for application in the treatment of industrial n-hexane waste gases.