When and how α-terpineol and n-octanol can inhibit the bubble attachment to hydrophobic surfaces

Kosior, D.; Zawala, J.; Malysa, K.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

When and how α-terpineol and n-octanol can inhibit the bubble attachment to hydrophobic surfaces

Autorzy

Kosior D. , Zawala J. , Malysa K.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.journalssystem.com/ppmp/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Kiedy i w jaki sposób α-terpineol and n-octanol mogą opóźniać (hamować) przyczepienie pęcherzyka do hydrofobowych powierzchni

Języki publikacji

Abstrakty

Kinetics of the three phase contact (TPC) formation and phenomena occurring during collision of the rising bubble with Teflon plates of different surface roughness were studied in distilled water, α-terpineol and n-octanol solutions, using a high-speed camera of frequency 1040 Hz. Influence of solution concentration and surface roughness on time of the TPC formation and the time of drainage of the film formed between the colliding bubble and Teflon surface was determined. The surface roughness of the Teflon plates was varied within range 1- 100 µm. It was found that at small α-terpineol and n-octanol concentrations the time of the TPC formation was shortened in respect to distilled water. However, at their high concentrations the time of TPC formation was again longer and magnitude of this effect depended on the surface roughness. For example for Teflon surface of roughness 40-60 µm the time of TPC formation was even 20-30 ms longer. The data obtained indicate that this effect is related to presence of air at the hydrophobic solid surfaces. The mechanism of this prolongation of the time of TPC formation due to the frother overdosage is proposed.

Badano kinetykę powstawania kontaktu trójfazowego podczas kolizji pęcherzyka w wodzie i w roztworach α-terpineolu i n-oktanolu z płytkami Teflonowymi o różnej szorstkości powierzchniowej, przy użyciu szybkiej kamery o częstotliwości 1040Hz. Określono wpływ stężenia substancji powierzchniowo aktywnych i szorstkości powierzchniowej na czas powstawania kontaktu trójfazowego i czas wyciekania cienkiego filmu ciekłego powstającego pomiędzy pęcherzykiem i powierzchnią Teflonu. Szorstkość powierzchniowa Teflonu była modyfikowana w zakresie 1-100 µm. Wykazano, że w roztworach o małych stężeniach α-terpineolu i n-oktanolu czas powstawania kontaktu trójfazowego uległ skróceniu w porównaniu do wartości zmierzonych w czystej wodzie. Jednakże, przy wysokich stężeniach badanych spieniaczy następowało znowu wydłużenie czasu powstawania kontaktu trójfazowego, a wielkość tego efektu była uzależniona od szorstkości powierzchni płytki teflonowej. Przykładowo dla płytki teflonowej o szorstkości powierzchniowej 40-60 µm czas powstawania kontaktu trójfazowego uległ wydłużeniu nawet o 20-30 ms. Wyniki uzyskane wskazują, że efekt ten jest związany z obecnością powietrza na hydrofobowej powierzchni ciała stałego. W pracy przedstawiono mechanizm wydłużenia czasu powstawania kontaktu trójfazowego przy nadmiernej dawce spieniacza.

Słowa kluczowe

three phase contact hydrophobic surface frother bubble collision thin liquid film surface roughness

kontakt trójfazowy kolizja pęcherzyków szorstkość powierzchniowa spieniacze powierzchnia hydrofobowa

Wydawca

Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej

Czasopismo

Physicochemical Problems of Mineral Processing

Rocznik

2011

Tom

Vol. 47

Strony

169--182

Opis fizyczny

Bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Kosior D.

autor

Zawala J.

autor

Malysa K.

Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry Polish Academy of Sciences, ul. Niezapominajek 8, 30-239 Kraków, ncmalysa@cyf-kr.edu.pl

Bibliografia

1. ATTARD P., 2003. Nanobubbles and the hydrophobic attraction, Adv. Colloid Interface Sci., 104, 75-91.
2. CHESTER A. K., HOFMAN G., 1982. Bubble Coalescence in Pure Liquids, Appl. Sci. Research, 38, 353-361.
3. CHO Y.S., LASKOWSKI J.S., 2002a. Effect of flotation frothers on bubble size and foam stability, Int. J. Miner. Process., 64, 69– 80.
4. CHO, Y.S., LASKOWSKI, J. S., 2002b, Bubble Coalescence and Its Effect on Bubble Size and Foam Stability, Canadian J. Chem. Eng. 80, 299-305.
5. EXEROWA D., KRUGLYAKOV P.M., 1998. Foam and Foam Films – Theory, Experiments, Application, Elsevier, Amsterdam.
6. EXEROWA D., CHURAEV N.V., KOLAROVA T., ESIPOVA N.E., PANCHEV N., ZORIN Z.M., 2003. Foam and wetting films: electrostatic and steric stabilization, Adv. Colloid Interface Sci., 104, 1–24.
7. GAUDIN A.M., 1957. Flotation, McGraw-Hill, New-York.
8. GRAU R.A., LASKOWSKI J.S., HEISKANEN K., 2005. Effect of frothers on bubble size, Int. J. Miner. Process., 76 (4), 225-233.
9. GRAU R.A., LASKOWSKI J.S., 2006. Role of frothers in bubble generation and coalescence in a mechanical flotation cell, Canadian J. Chem. Eng. 84 (2), 170-182.
10. KRASOWSKA M., MALYSA K., 2007. Wetting films in attachment of the colliding bubble, Adv. Colloid Interface Sci., 134–135, 138–150.
11. ISHIDA N., INOUE T., MIYAHARA M., HIGASHITANI K., 2000. Nano Bubbles on a Hydrophobic Surface in Water Observed by Tapping-Mode Atomic Force Microscopy, Langmuir, 16, 6377-6380
12. KRASOWSKA M., KRASTEV R., ROGALSKI M., MALYSA K., 2007. Air-Facilitated Three-Phase Contact Formation at Hydrophobic Solid Surfaces under Dynamic Conditions, Langumir, 23, 549-557.
13. KRASOWSKA M., ZAWALA J., MALYSA K., 2009. Air at hydrophobic surfaces and kinetics of three phase contact formation, Adv. Colloid Interface Sci., 147–148, 155–169.
14. KRZAN M., LUNKENHEIMER K., MALYSA K., 2004. On the influence of the surfactant’s polar group on the local and terminal velocities of bubbles, Colloids Surfaces A, 250, 431-441.
15. KRACHT W., FINCH J.A., 2010. Effect of frother on initial bubble shape and velocity, J. Miner. Process., 94, 115–120.
16. LEJA J., SCHULMAN J.H., 1954. Flotation Theory: Molecular Interactions between Frothers and Collectors at Solid-Liquid-Air Interfaces, Trans. AIME, 199, 221-228.
17. MALYSA K., KRASOWSKA M., KRZAN M., 2005. Influence of surface active substances on bubble motion and collision with various interfaces, Adv. Colloid Interface Sci., 114-115, 205-225
18. NGUYEN A.V., SCHULZE H.J., RALSTON J., 1997. Elementary steps in particle-bubble attachment, Int. J. Miner. Process., 51, 183-195.
19. NGUYEN A.V., NALASKOWSKI J., MILLER J. D., BUTT H-J., 2003. Attraction between hydrophobic surfaces by atomic force microscopy, Int. J. Miner. Process., 72, 215–225.
20. RALSTON J., DUKHIN S.S., MISHCHUK N.A., 2002. Wetting film stability and flotation kinetics, Adv. Colloid Interface Sci., 95, 145-236.
21. SCHELUDKO A., 1967. Wetting film stability and flotation kinetics, Adv. Colloid Interface Sci., 1, 391-464.
22. STEITZ R., GUTBERLET T., HAUSS T., KLÖSGEN B., KRASTEV R., SCHEMMEL S., SIMONSEN A.C., FINDENEGG G. H., 2003. Nanobubbles and their precursor layer at the interface of water against a hydrophobic substrate, Langmuir, 19, 2409–2418.
23. SZYSZKA D., DRZYMAŁA J., ŁUCZYŃSKI J., WILK K.A., PATKOWSKI J., 2006. Concentration of α-terpineol and (2-dodecanoyloxyethyl)trimethyl ammonium bromide required for prevention of air bubble coalescence in aqueous solutions, Physicochemical Problems of Mineral Process., 40, 53-59
24. TYRREL J.W.G., ATTARD P., 2002. Atomic Force Microscope Images of Nanobubbles on a Hydrophobic Surface and Corresponding Force-Separation Data, Langmuir, 18, 160-167.
25. YANG J., DUAN J., FORNASIERO D., RALSTON J., 2003. Very small bubble formation at the solid–water interface, J. Phys. Chem. B, 107, 6139–6147.
26. ZAWALA J., KRASOWSKA M., DABROS T., MALYSA K., 2007. Influence of Bubble Kinetic Energy on its Bouncing During Collisions with Various Interfaces, Can. J. Chem. Eng., 85, 669–678.
27. ZAWALA J., MALYSA K., 2011. Influence of the Impact Velocity and Size of the Film Formed on Bubble Coalescence Time at Water Surface, Langmuir, 27 (6), 2250-2257.
28. ZHANG H. X., MAEDA N., CRAIG V. S. J., 2006. Physical Properties of Nanobubbles on Hydrophobic Surfaces in Water and Aqueous Solutions, Langmuir, 22, 5025-5035.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BAT2-0003-0043