在胶体和界面科学领域内研究比较多的是固一液界面、液一液界面分散体系,而纯水体中气一液界面方面的研究相对很少。究其原因大致是:气体与液体之间的密度相差太大,极易发生相分离,气一液界面分散体系的稳定性较差,气泡在水中停留时间太短,另一方面是未能找到很有应用前景的方向,因此这方面的报导相对地少。若在水中加入一些特定的表面活性剂则可使气一液界面分散体系的稳定性有较大的提高。但在许多场合下不允许加入表面活性剂。最近世界上一些国家正在开展不加入表面活性剂体系的气一液界面分散体系的稳定性方面研究。用次声、超声、机械、射流等技术实现高分散、超微细气泡的气一液界面分散体系。所用的气体也是各色各样,如:氖化甲烷、氖化丙酮、高纯氧及空气等,现正在应用于建材工业、养殖、农

业、水处理以及低温核聚变等研究工作。由于高分散等原因超微细气泡体系有着很大的表面能,可以实现一些特殊反应。目前国内还很少涉及到这一领域。为了配合上海市的建设,我校在这些方面做了一些探索,并己用于环境治理,水体净化。

1 比较成功地研制按装了微细气泡发生装置并与普通大气泡作些比较

新研制按装了微细气泡发生装置能将空气分散成0.1一10卿大小的气泡,且有相对较好的微细气泡稳定性,在水体中能停留时间相当长。一般纯水不会有泡沫产生,也不会有较稳定的气泡形成。我们在实验过程中发现:纯水(二次蒸馏水)中也能形成微细气泡,且形成后停留时间相当长,可达1205以上。而普通的气泡在水中停留时间很短不到15。

2 徽细气泡能较有效地实现在水体中的增氧作用

实验表明:用微细气泡在水体中增氧作用的效率相当高,仅数小时就可以使较大范围内的水体溶解氧迅速提高。这是因为微气泡比大气泡表面积能有效增大,如l.ocm的大气泡分散成1林m微气泡表面积增加1侧以刃倍,气泡的表面能也从10一”cal增加到0.1。al,表面能的增大,气泡内能量增大可以加强表面氧化反应,可以提高氧的利用率。

3  微细气泡能较有效地使水体净化

微气泡比大气泡在气一液界面上氧分子所占的比例大大增加,同样也大大提高了氧分子的利用率,因此在气一液界面上氧化作用也加强。这项技术用于城市生活污水处理有较好前景。实验表明:在城市生活污水中引入微气泡可以使水体中的COD降低35%到73%。这是一种无二次污染、不加任何药品的洁净新工艺。

4  微细气泡能较有效地使河流水体得到净化作用

我国有些河流污染较严重,全国己有相当多的河道己不能用作饮用水源需要治理,除清淤、截污外还急需增加溶解氧。微细气泡能较有效地增加溶解氧作用。实验结果表明:一个功率仅数百瓦的微细气泡发生器能使直径200m范围内河水中的溶解氧从4mg增加11mg,而同时使水体中的COD降低。

但微细气泡这项技术从理论到实际应用还有许多工作要做,更有经济价值的领域有待开发。

来源：《第十届全国胶体与界面化学会议论文集》