Influence of adsorption of n-alkyltrimethylammonium bromides (C8, C12, C16) and bubble motion on kinetics of bubble attachment to mica surface

• Autorzy: Niecikowska A. , Zawala J. , Malysa K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ adsorpcji bromków n-alkilotrimetyloamoniowych (C8,C12, C16) i ruchu pęcherzyka na kinetykę przyczepienia pęcherzyka do powierzchni miki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Influence of adsorption of n-alkyltrimethylammonium bromides (C8, C12, C16) and formation of motion induced dynamic architecture of adsorption layer (DAL) over surface of the colliding bubble on kinetics of three-phase contact (TPC) formation at mica surface was studied. The dynamic phenomena occurring during the bubble collisions were monitored using a high-speed camera of frequency 1040 Hz. The effect of solution concentration and the DAL formation, due to the bubble motion, was determined. It was showed that stability of the wetting film formed between the colliding bubble and mica surface was governed by the electrostatic interactions between the film interfaces. It was found that when the distance covered by the bubble (i.e. the distance between the capillary and the mica surface) was L=3 mm (location "close") then the time of the three phase contact formation (t_TPC), was significantly shorter than for the L=100 mm (location "far"). The differences between the t_TPC for the locations "close" and "far" were the largest at lowest concentration. The mechanism responsible for significant differences in the t_TPC values for the location "close" and "far" is described.

PL

Badano wpływ adsorpcji n-alkilotrimetyloamoniowych bromków (C8, C12, C16) oraz utworzenia na powierzchni pęcherzyka, ruchem indukowanej dynamicznej architektury warstwy adsorpcyjnej (DAL), na kinetykę powstawania kontaktu trójfazowego (TPC) na powierzchni miki. Zjawiska zachodzące podczas kolizji pęcherzyka były rejestrowane przy użyciu szybkiej kamery o częstotliwości 1040 Hz. Określono wpływ stężenia roztworów i utworzenia DAL na kinetykę powstawania TPC. Wykazano, że stabilność ciekłego filmu, powstającego w trakcie kolizji pomiędzy pęcherzykiem a powierzchnią miki, jest determinowana przez siły elektrostatyczne pomiędzy granicami faz, które tworzą ciekły film. Kiedy pęcherzyk pokonywał odległość (od kapilary do powierzchni miki) L=3 mm (lokalizacja "blisko") czas powstawania kontaktu trójfazowego był znacznie krótszy, w porównaniu z odległością L=100 mm ("daleko"). Różnice obserwowane dla L=3 mm i L=100 mm wzrastały wraz ze zmniejszeniem stężenia. Przedstawiono mechanizm wyjaśniający znaczące różnice w czasie powstawania kontaktu trójfazowego dla położenia "blisko" i "daleko"

Słowa kluczowe

EN

three phase contact; cationic surfactant; bubble collision; thin liquid film; electrostatic interactions; charge reversal

PL

kontakt trójfazowy; kationowy surfaktant; zderzenia pęcherzyka; ciekły film; oddziaływania elektrostatyczne; zmiana ładunku

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 47
• Strony: 237--248
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Niecikowska A.

autor

Zawala J.

autor

Malysa K.

• Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry Polish Academy of Sciences, Niezapominajek 8, 30-239 Krakow,

Bibliografia

• 1. DAI, Z., FORNASIERO, D., RALSTON, J., 2000. Particle–bubble collision models — a review, Adv. Coll. Interface Sci., 85, 231-256.
• 2. DEBACHER, N., OTTEWILL, R.H., 1992. An electrokinetic examination of mica surfaces in aqueous media, Colloids and Surfaces, 65, 51-59.
• 3. DIAKOVA, B., FILIATRE, C., PLATIKANOV, D., FOISSY, A. KAISHEVA, M., 2002. Thin wetting films from aqueous electrolyte solutions on SiC/Si wafer, Adv. Coll. Interface Sci., 96, 193-211.
• 4. Dukhin, S.S., Deryaguin, B.V., Lisichenko, V.A., 1959. Kinetika prilipania mineralnykh czastic k puzyrkam pri flotacii, Zh. Fiz. Khim., 33, 2280-2287.
• 5. DUKHIN, S.S., KRETZSCHMAR, G., MILLER, R., 1995. Dynamics of adsorption at liquid interfaces. Theory, Experiments, Application, Elsevier.
• 6. FA, K., PARUCHURI, K.V., BROWN, S.C., MOUDGIL, B.M., MILLER, J.D., 2005. The significance of electrokinetic characterization for interpreting interfacial phenomena at planar, macroscopic interfaces, Phys . Chem. Chem. Phys., 7, 678-684.
• 7. FRUMKIN, A.N., LEVICH, V.G., 1947 . Effect of surface-active substances on movements at the boundaries of liquid phases, Zh. Phys. Chim., 21, 1183-1204
• 8. GU, G., XU, Z., NADAKUMAR, K., MASLIYAH, J., 2003. Effects of physical environment on induction time of air–bitumen attachment, Int. J. Miner. Process., 69, 235-250.
• 9. GRACIAA, A., MOREL, G., SAULNE,R P., LACHAISE, J., SCHECHTER, R.S, 1995. The ζ-Potential of Gas Bubbles, J. Coll. Interface Sci., 172, 131-136.
• 10. ISRAELACHVILI, J.N., 1994. Intermolecular and Surface Forces, Academic Press, London.
• 11. KRZAN, M., ZAWALA, J., MALYSA, K., 2007. Development of steady state adsorption distribution over interface of a bubble rising in solutions of n-alkanols (C5, C8) and n-alkyltrimethylammonium bromides (C8, C12, C16), Coll. and Surface A., 298, 42-51.
• 12. LEE, J.S.H., LI, D., 2006. Electroosmotic Flow at a Liquid-Air Interface, Microfluid Nanofluid, 2, 361-365.
• 13. LEVICH, V.G., 1962. Physicochemical Hydrodynamics, Prentice-Hall, Englewood Clifts.
• 14. MALYSA, K., KRASOWSKA, M., KRZAN, M., 2005. Influence of Surface Active Substances on Bubble Motion and Collision with Various Interfaces, Adv. Colloid Interf. Sci., 205, 114-115.
• 15. NGUYEN, A.V., SCHULZE, H.J., 2003. Colloidal Science of Flotation, Surfactant Science Series, Marcel Dekker.
• 16. RALSTON, J., DUKHIN, S.S., 1999. The interaction between particles and bubbles, Colloids and Surfaces A., 151, 3-14.
• 17. SCALES, P. J., GRIESER, F., HEALY, T.W., 1992. Electrokinetics of the silica-solution interface: a flat plate streaming potential study, Langmuir, 8, 965-974.
• 18. SCHELUDKO, A., 1967. Thin liquid films, Adv. Coll. Interface Sci., 1, 391-464.
• 19. STECHEMESSER, H. J., NGUYEN, A. V., 1999. Time of gas–solid–liquid three-phase contact expansion in flotation, Int. J. Miner. Process., 56, 117-132.
• 20. STOCKELHUBER, K.W., 2004. Stability and rupture of aqueous wetting films, Eur. Phys. J. E., 12, 431-434.
• 21. ZEMBALA, M., ADAMCZYK, Z., 2000. Measurements of Streaming Potential for Mica Covered by Colloid Particles, Langmuir, 16, 1593-1601.
• 22. ZEMBALA, M., ADAMCZYK, Z., WARSZYŃSKI, P., 2001. Influence of adsorbed particles on streaming potential of mica, Colloids and Surfaces A., 195, 3-15.
• 23. ZEMBALA, M., ADAMCZYK, Z., WARSZYŃSKI, P., 2003. Streaming potential of mica covered by latex particles, Colloids and Surfaces A., 222, 329-339.
• 24. ZAWALA, J., DRZYMALA, J., MALYSA, K., 2008. An investigation into the mechanism of the three-phase contact formation at fluorite surface by colliding bubble, Int. J. Miner. Process, 88, 72-79.
• 25. ZHANG, Y., MCLAUGHLIN, J.B., FINCH, J.A., 2001. Bubble velocity profile and model of surfactant mass transfer to bubble surface, Chem. Eng. Sci., 56, 6605–6616.