兩性離子(英文名:Zwitterion),又稱為兼性離子、偶極離子、內鹽,是指分子內帶有等量正、負電荷,凈電荷為零,整體呈電中性的化合物。由于正陰離子的存在,兩性離子化合物通常較易溶于水。常見的兩性離子為氨基酸,氨基酸在固相狀態或生理緩沖pH范圍內主要是以兩性離子的形式存在。除了典型的氨基酸,其他的兩性離子大都以磷酸、磺酸、羧酸與第七代季銨鹽作為離子對。
兩性離子表面活性劑具有較低的毒性和刺激性、良好的生物降解性和抗靜電性,以及一定的殺菌性和抑霉性,抗鈣皂分散能力強,并且耐硬水,具備高濃度電解性,在洗滌用品、化妝品、纖維工業和醫藥工業等領域具有廣泛的應用。在生物醫用材料領域,兩性離子材料較強的水合能力使其具有優異的防污性能,可作為防污涂層修飾到治療和診斷設備表面,阻礙生物分子(蛋白質、細菌等)在材料表面的吸附和積累,從而避免細菌感染和血栓的形成,延長設備使用壽命。兩性離子材料也用來作為納米藥物的載體,賦予納米藥物隱形機制,延長藥物在體內半衰期,增加療效。此外,兩性離子材料還被用在分離膜上,增加膜的親水性,降低分離膜表面的污染物附著,提高膜通量。
簡介
amphion
在溶液中即起路易斯堿又有路易斯酸的物質。比如氨基酸。蛋白質的酸堿催化就是基于氨基酸的這種性質
同一分子上同時帶正負兩種電荷的偶極離子
概念
(英語:zwitterion)是總電荷為0,電中性的化合物,但是帶正電和負電的原子不同。有些化學家將此術語限定為未具有相鄰正負電荷的化合物。此定義將諸如氧化胺的化合物排除。兩性離子為極性,通常易溶于水,難溶于大部分有機溶劑。
兩性電解質是具有酸性與堿性基團的分子(因此具備兩性的特性),在特定pH值環境多半以兩性離子存在。平均電荷為0的pH值稱為該分子的等電點。
應用
兩性電解質用于建立穩定的pH梯度,供等電聚焦使用。
典型的兩性離子有:
●大部分氨基酸在生理pH值環境中為兩性離子
●作為en:Good's buffers的中和劑
●以氨基磺酸為基礎的en:MES, en:MOPS, en:HEPES, en:PIPES或en:CAPS
●以胺基羧酸(氨基酸)為基礎的甘氨酸及其衍生物en:Bicine,en:Tricine與β-氨基酸
●作為清潔劑:en:CHAPSO
●自然產物如生物堿en:裸蓋菇素與麥角酸 en:Betaine
較不常見的兩性離子有:
● en:Quinonoid zwitterion
●藥物,諸如en:Fexofenadine (Allegra) 與Cephaloridine
●decaphenylferrocene [(η-C5Ph5)2Fe]已被證實具有兩性離子鍵合異構體[(η-C5Ph5)Fe(η-C6H5C5Ph4)]
兩性離子聚丙烯酰胺
兩性離子聚丙烯酰胺是由乙烯胺是和乙烯基陽離子單體丙烯酰胺單體,水解共聚而成。分子鏈上既有陽電荷,又有陰電荷的兩性離子不規則聚合物。
PAM沉淀的技術流程
沉淀是發生化學反應時生成了不溶于反應物所在溶液的物質。從字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的懸浮物質,可以這是一種物理過程,簡便易行,效果良好,是污水處理的重要技術之一。
根據懸浮物質的性質、濃度及絮聚丙烯酰胺凝性能,沉淀可以分為:自然沉淀,絮凝沉淀,區域沉淀。域沉淀的懸浮顆泣濃度較高(5000mg/L以上),顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響,顆粒間相對位置保持不變,形成一個整體共同下沉,與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中均有區域沉淀發生。
廢水中懸浮固體濃度不高,而且不具有凝聚的性能,在沉淀過程中,固體顆粒不改變形狀,也不互相粘合,各自獨立地完成沉淀過程。(沉砂池和初沉池的初期沉淀)壓縮沉淀發生在高濃度懸浮顆粒的沉降過程中,由于懸浮顆粒濃度很高,顆粒相互之間已擠集成團塊結構,互相接觸,互相支承,下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出,使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中的聚丙烯酰胺濃縮過程以及在濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。自由沉淀發生在水中懸浮固體濃度不高,沉淀過程懸浮固體之間互不干擾,顆粒各自單獨進行沉淀,顆粒的沉淀軌跡呈直線。整個沉淀過程中,顆粒的物理性質,如形狀,大小及比重等不發生變化。這種顆粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。聚丙烯酰胺
二沉池污泥斗中的濃縮過程以及在濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮聚丙烯酰胺沉淀。
絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加聚合氯化鋁后,其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚,其尺寸和質量不斷變大,沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決于沉淀速度,而且與沉淀深度有關。地面水中投加混凝劑后形成的礬花,生活污水中的有機懸浮物,活性污泥在沉淀過程中都會出現絮凝沉淀的現象。
用途
1)用于污泥脫水根據污泥性質可選用本產品的相應型號,可有效在污泥進入壓濾之前進行污泥脫水,脫水時,產生絮團大,不粘濾布,壓濾時不散,流泥餅較厚,脫水效率高,泥餅含水率在80%以下。
2)用于生活污水和有機廢水的處理,本產品在配性或堿性介質中均呈現陽電性,這樣對污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進行絮凝沉淀,澄清很有效。如生產糧食乙醇廢水,造紙廢水,城市污水處理廠的廢水,啤酒廢水,味精廠廢水,制糖廢水,有機含量高 廢水、飼料廢水,紡織印染廢水等,用陽離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機鹽類效果要高數倍或數十倍,因為這類廢水普遍帶陰電荷。
3)用于以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑,用量少,效果好,成本低,特別是和無機絮凝劑復合使用效果更好,它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。
4)造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。
5)用于油田經學助劑,如粘土防膨劑,油田酸化用稠化劑。
6)用于紡織上漿劑、漿液性能穩定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。
使用原則
使用要遵循如下原則:
1、顆粒狀聚丙烯酰胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前必須先將它溶解于水,用其水溶液去處理污水。
2、溶解顆粒狀聚合物的水應該是干凈(如自來水),不能是污水。常溫的水即可,一般不需要加溫。水溫低于5℃時溶解很慢。水溫提高溶解速度加快,但40℃以上會使聚合物加快降解,影響使用效果。一般自來水都適合于配制聚合物溶液。強酸、強堿、高含鹽的水不適于用來配制。
3、聚合物溶液濃度的選擇,建議為0.1%—0.3%,即1升水中加0.1g—0.3g聚合物粉劑。
參考資料 >
兩性離子.www.zgbk.com.2024-03-19