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超声波色素吸附设备的原理
- 2021-04-22-

       超声波色素吸附设备是利用超声波辐射到液体中,在一定声强下,液体中出现微小气泡的现象。这些微小的气泡随着声压的变化而脉动、振荡,或者长大、收缩甚至破裂。在空化泡溃灭的瞬间,在很小的液体空间内产生了5000k以上的高温、5x102pa的高压、109k/s的温度变化率和400km/h的微射流。这些极端条件可以显著增强传质过程,在吸附/解吸过程中加入超声波可以有效缩短吸附/解吸时间,减少解吸过程中的溶剂量。

  超声波色素吸附设备中的超声波是一种频率为20kHz~50MHz的机械波,需要载能介质传播。超声传播过程中存在一个正负压交替的周期。在正相,当分子受到挤压时,介质的初始密度增大;在负相,介质分子稀疏、离散,介质密度降低。也就是说,超声波不能使样品中的分子极化,而是在溶剂和样品之间产生声空化,导致溶液中气泡的形成、长大和爆炸压缩,从而使固体样品分散,增加样品与萃取溶剂的接触面积,提高了靶材从固体到液体的传质速率。

       超声波色素吸附设备作用于水系统上游沉积物的超声波装置和位于下游沉积物表面上的至少两组吸附装置。超声装置插入沉积物中,吸附装置由两条丝网和固定在两条丝网之间的若干吸附辊组成,吸附滚筒上装有吸附材料,本实用新型吸附桶侧壁上设有孔结构,不允许通过吸附材料。本实用新型在物理、化学、生物三位一体的基础上去除河流沉积物中的多环芳烃,不改变水系统的自然生态环境,提高了水系水生生物和水生植物的活性,净化了水系;在不动沙的情况下,现场减少和消除污染物,建设处理场地,基本不破坏水沙自然环境。操作简单,运行成本低。

  超声波色素吸附设备装置的基本原理是:相吸附相似,即吸附剂更容易吸附在性质相似的分子上。例如,极性吸附剂容易吸附极性溶质或溶剂;非极性吸附物易吸附在非极性溶质或溶剂上。吸附剂与溶剂极性差越大,吸附剂与溶质的极性差越小,吸附剂对溶液中溶剂的吸附能力越小,溶质的吸附能力也越大。此外,吸附剂的吸附能力也与溶质的溶解度有关。一般来说,溶解度低的溶质容易吸附,而溶解度高的溶质不易吸附。

  例如活性炭可以去除水中的色素,不易吸附水,因为活性炭是非极性吸附剂,水的极性很高,颜料的极性接近活性炭,因此活性炭可以对溶液进行脱色。

  但活性炭不能使含有色素的苯溶液褪色,因为苯的极性比颜料弱,因此活性炭吸附苯而不是颜料。因此,活性炭不能去除非极性溶剂中的色素。


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