泡沫分离是一项以气泡为吸附介质实现物质分离的绿色分离技术,主要包括液相吸附和泡沫排液两个过程,且共同决定泡沫分离效率,即富集率和回收率。王勇等人开发了倾斜泡沫相的泡沫分离塔(斜壁塔)来强化泡沫排液。实验结果表明,斜壁塔可以降低气泡与间隙液之间的逆流距离,减小气泡与间隙液之间流动阻力,让间隙液体快速回流到其塔壁上形成液膜,并沿着塔壁回流至液相,从而强化排液。为了进一步加快塔壁上液膜至液相的回流速度,本文提出使用疏水材料构建泡沫分离塔的研究思路。首先研究不同疏水材料和不同倾斜角度的斜壁塔对泡沫排液的影响。然后,将疏水斜壁塔分别应用于回收实际废水中的目的产物,以提高目的产物的富集效果。首先,研究了倾斜角度以及疏水材质对排液的影响,实验结果表明持液率随着倾斜角(α)的增大而呈现出先减少后增大趋势,当α为45°时,泡沫持液率到达最小。而塔壁材料的疏水性越高,泡沫持液率越低,这是由于疏水作用越强,越易使得管壁上的液体薄层在壁面边界出现滑移现象,进而使得斜壁塔下表面所形成的液体薄膜能快速地回流至液相中,加快泡沫排液。所以倾斜角度为45°聚四氟乙烯斜壁塔能强化排液,提高消泡液中目标物质的富集比。随后,将开发的聚四氟乙烯斜壁塔应用于印染废水中染料的回收。这里使用两级泡沫分离工艺,第一级泡沫分离从红薯淀粉生产废水中回收红薯蛋白;红薯蛋白具有良好的泡沫性并且能显著降低溶液的表面张力,第二级泡沫分离中,以第一级泡沫分离所得的红薯蛋白作为捕获剂回收染料废水中的结晶紫,另外用聚四氟乙烯斜壁塔强化泡沫排液提高结晶紫的富集比。在p H 5.0,红薯蛋白浓度2.8 g/L,倾斜角为45°,气体体积流率150 m L/min时,结晶紫的富集比和回收率分别为21.2±1.1和87.7±4.4%,此时消泡液中结晶紫的浓度高达382.5±19.0 mg/L,残液中结晶紫的浓度仅仅为2.1±0.1mg/L。最后,开发的聚四氟乙烯斜壁塔应用于抗生素废水泡沫分离回收抗生素。首先,制备巯基官能化二氧化硅纳米粒子(t-SNP)以增强其对硫酸链霉素(SS)的吸附能力,并且用t-SNP作为捕收剂泡沫分离SS。另外,利用聚四氟乙烯斜壁塔加强泡沫排液。在p H 7.0,t-SNP浓度为500 mg/L,体积空气流量为700 m L/min时,SS的富集率和回收率分别达到82.4±4.1和90.1±4.5%,开发了可同时得到高富集比和回收率的泡沫分离工艺。此外,进行解吸实验从t-SNP中分离SS,四次循环后SS的解吸率高达到91.3±4.6%,实现了硫酸链霉素的高纯度回收和t-SNP的再利用。