胶体颗粒形貌及粒间相互作用力测量研究

发布时间：2020-07-11 08:43

【摘要】：胶体颗粒絮凝是环境科学领域的研究热点之一,有机物是影响颗粒絮凝的一个重要因素,对胶体颗粒絮凝起着重要作用。有机质对胶体颗粒的絮凝影响体现在颗粒表面形成的生物膜,生物膜的存在会改变颗粒自身的物理性质,包括颗粒间的相互作用力,进而对其絮凝特性产生影响。因此研究生物膜对于颗粒自身的影响,测量出颗粒间相互作用力,对于胶体絮凝研究具有重大的理论意义和实际应用价值。本文采用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)测量了溶液中胶体颗粒之间的相互作用力,采用环境扫描电子显微镜(Environmental Scanning Electron Microscope,ESEM)观测了生长生物膜后颗粒表面形貌,主要内容和结论如下:(1)选用20微米粒径的聚苯乙烯微球作为研究对象,基于胶体探针技术,将微球粘在原子力显微镜的无尖悬臂梁上,将其与粘在基底上的微球接触,测出在不同浓度的KCl和NaCl溶液中的粒间作用力。(2)把实测值和与扩展的胶体稳定性(XDLVO)理论值进行对比分析,验证实验方法的准确性。实测值与理论值吻合较好,证明在一定范围内,XDLVO理论可以用来描述胶体颗粒间相互作用力。(3)对聚苯乙烯微球、高岭土、蒙脱土颗粒在培养液中进行培养,一定天数后在环境扫描电子显微镜下可以观测到颗粒已经形成絮团,表面有生物膜生成。(4)分别对长膜前后的颗粒图像进行分析,计算其分形维数,分析生物膜对颗粒结构特性的影响。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV14

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