水质控制胶体与界面化学（第二版）

第1章胶体化学的发展简史与基本概念/1
1.1胶体名称的来源1
1.2胶体的分类2
1.3胶体分散体系的分散度及比表面积2
1.4胶体微粒的形状3
1.5胶体微粒多分散性及平均大小4
1.6天然水中的胶体污染物7

第2章扩散与布朗运动/9
2.1扩散9
2.1.1Fick第一定律9
2.1.2Fick第二定律9
2.2布朗运动10
2.3扩散的应用12
2.3.1计算球形微粒的半径和摩尔质量12
2.3.2计算非球形微粒的轴比值12
2.3.3估算微粒的最大溶剂化量13
2.4扩散理论在天然水与水处理中的作用14

第3章沉降/15
3.1重力场中的沉降15
3.1.1沉降速度15
3.1.2沉降分析法测定粒度分布16
3.1.3沉降平衡和高度分布定律17
3.2离心力场中的沉降19
3.2.1速度法19
3.2.2平衡法21
3.3沉降在水处理中的应用22
3.3.1重力沉降法22
3.3.2离心力沉降法22
3.3.3高浊度水的沉降特性及工艺23

第4章渗透压/25
4.1理想溶液的渗透压25
4.2高分子溶液的渗透压26
4.3Donnan平衡与渗透压27
4.4渗透压的测量28
4.4.1渗透计28
4.4.2半透膜29
4.4.3测量方法30
4.5反渗透在水处理中的应用30

第5章光学性质/32
5.1胶体的光散射32
5.1.1Rayleigh比33
5.1.2光散射的测量33
5.2Rayleigh散射公式33
5.3散射光的偏振度与空间分布34
5.4大微粒的散射35
5.5高分子溶液的光散射36
5.5.1密度涨落理论36
5.5.2高聚物分子量的测定37
5.6溶胶的颜色37
5.7动态光散射38
5.7.1准弹性散射38
5.7.2散射光强的涨落39
5.8水的浊度39

第6章流变性质/42
6.1基本概念和基本理论42
6.1.1切应变与切变速度42
6.1.2牛顿公式43
6.2黏度的测量43
6.2.1毛细管法43
6.2.2同心转筒法45
6.3稀胶体溶液的黏度46
6.3.1基本概念46
6.3.2球形微粒对胶体溶液黏度的影响46
6.3.3微粒形状对胶体溶液黏度的影响47
6.3.4微粒溶剂化对胶体溶液黏度的影响47
6.3.5分子量对胶体溶液黏度的影响47
6.4浓分散体系的流变性质49
6.4.1牛顿体49
6.4.2塑性体49
6.4.3假塑体50
6.4.4胀流体50
6.4.5触变流型51
6.5水处理污泥的流变性质52

第7章电学性质/53
7.1天然水中胶体表面电荷的来源53
7.1.1铝硅酸盐矿的同晶代换53
7.1.2水合氧化物矿的电离与吸附54
7.1.3表面专属化学作用55
7.1.4腐殖质的电离与吸附56
7.1.5蛋白质的两性特征57
7.2动电现象57
7.2.1电泳57
7.2.2电渗58
7.2.3流动电位58
7.2.4沉降电位59
7.3双电层模型59
7.3.1Helmholtz平板电容器模型59
7.3.2Gouy-Chapman扩散双电层模型60
7.3.3Stern模型63
7.4动电现象的理论解释及实验研究64
7.4.1电渗的理论及实验64
7.4.2电泳的理论及实验67
7.4.3流动电位的理论及实验71
7.4.4沉降电位的理论及实验72
7.5聚沉热力学-胶体稳定性的DLVO理论73
7.5.1微粒间的van der Waals吸引能73
7.5.2双电层的排斥作用能74
7.5.3微粒间的总相互作用能76
7.5.4临界聚沉浓度77
7.6聚沉动力学79
7.6.1异向凝聚79
7.6.2同向凝聚81
7.6.3湍流絮凝动力学研究85
7.7高分子的稳定作用与絮凝作用86
7.7.1高分子的空间稳定作用86
7.7.2高分子的稳定作用在工业冷却水中的应用87
7.7.3高分子的絮凝作用88
7.8疏水絮凝与疏水作用力89
7.8.1疏水絮凝和疏水作用力的发现90
7.8.2疏水作用力产生的机理92
7.8.3水处理中的疏水絮凝95
7.9天然水与水处理中的絮凝98
7.9.1天然水中的絮凝现象98
7.9.2水处理中的絮凝99
7.9.3水处理絮凝的工艺流程100
7.9.4水处理中常用絮凝剂101
7.9.5絮凝剂的毒性及对生态环境的影响104

第8章液体的表面/107
8.1表面张力和表面自由能107
8.1.1基本概念107
8.1.2表面张力和表面自由能产生的原理107
8.1.3常见液体的表面张力108
8.1.4表面张力与温度、压力的关系108
8.2液体的压力与表面曲率的关系109
8.3液体的蒸气压与表面曲率的关系112
8.4液体表面张力的测定114
8.4.1毛细上升法114
8.4.2环法115
8.4.3气泡最大压力法115
8.5内聚功和黏附功116
8.6一种液体在另一种液体上的展开117
8.6.1展开系数117
8.6.2油对水体的污染及防治原理118
8.7液液界面张力的Fowkes理论119
8.8不溶物单分子膜121
8.8.1表面压121
8.8.2单分子膜的各种状态122
8.8.3表面膜的应用123

第9章溶液的表面/125
9.1表面活性125
9.2表面过剩和Gibbs公式126
9.2.1表面过剩126
9.2.2Gibbs公式127
9.2.3溶液的表面吸附128
9.3表面活性剂129
9.3.1表面活性剂的特点、化学结构及类型129
9.3.2胶团的形成130
9.3.3胶团对溶液性质的影响131
9.3.4表面活性剂溶解度和温度的关系132
9.3.5影响表面活性剂性质的结构因素132
9.3.6表面活性剂的毒性及对水生态环境的影响132

第10章固体的表面/134
10.1基本原理134
10.2固体表面对气体的吸附135
10.2.1物理吸附和化学吸附135
10.2.2吸附热力学135
10.2.3吸附等温线137
10.2.4Langmuir单分子层吸附理论137
10.2.5Temkin吸附等温式141
10.2.6Freundlich吸附等温式142
10.2.7BET多分子层吸附理论144
10.2.8Polanyi吸附势能理论和D-R公式148
10.2.9毛细凝结和吸附滞后150
10.3固体自溶液中的吸附152
10.3.1吸附量152
10.3.2吸附热力学152
10.3.3吸附等温线152
10.3.4吸附动力学154
10.3.5准一级动力学方程155
10.3.6准二级动力学方程155
10.3.7颗粒内扩散动力学方程155
10.3.8Elovich动力学方程156
10.4动态吸附动力学157
10.4.1动态吸附Thomas模型157
10.4.2动态吸附BDST模型158
10.5液体对固体的润湿159
10.5.1润湿与接触角159
10.5.2接触角的测定160
10.5.3表面粗糙度对接触角的影响161
10.5.4液体在固体表面上的展开162
10.5.5液体对固体的浸湿164
10.5.6润湿与水处理165
10.6吸附剂性能参数的测定166
10.6.1比表面积的测定166
10.6.2孔体积的测定167
10.6.3平均孔半径的测定168
10.6.4孔径分布的测定168
10.7吸附剂表面分析170
10.7.1表面形貌分析171
10.7.2表面成分分析172
10.8天然水中的吸附现象和水处理中的吸附173
10.8.1天然水中常见的吸附现象173
10.8.2水处理吸附的工艺及设备173
10.8.3水处理常用吸附剂175

第11章乳状液、泡沫、凝胶/177
11.1乳状液177
11.1.1乳状液的形成与类型177
11.1.2乳状液类型的理论177
11.1.3乳状液的稳定与破坏179
11.1.4HLB体系181
11.1.5乳状液理论在废水处理中的应用182
11.2泡沫183
11.2.1泡沫的结构和形成条件183
11.2.2泡沫的稳定性183
11.2.3消泡及消泡剂185
11.2.4泡沫在水处理中的应用186
11.3凝胶187
11.3.1基本概念187
11.3.2凝胶的结构188
11.3.3凝胶的膨胀作用188
11.3.4凝胶中的扩散189
11.3.5污泥的调理与脱水190

附录/195
附录1中华人民共和国法定计量单位195
附录2部分法定计量单位与非法定计量单位的换算表196
附录3常用物理常数表197
附录4常见各种液体的表面张力197
附录5水的物理化学常数198
附录6某些表面活性剂的HLB值198
附录7常用数学公式200

参考文献/202