泡沫分離技術利用泡沫中的氣泡作為分離介質，根據(jù)表面活性劑在氣液界面吸附性質的差別對其進行分離純化的技術。因為其具有低能耗、無污染、設備簡單等優(yōu)點，近些年來作為新型的分離技術得到迅速發(fā)展，并廣泛用于表面活性劑、金屬離子以及染料等的分離和純化。眾所周知，泡沫分離的兩個重要的過程是：表面吸附和泡沫排液，并且已有大量文獻對其機理以及過程強化進行研究。在泡沫分離過程中，泡沫經液相吸附和泡沫相排液后，一旦從泡沫分離塔頂排出就需要消泡得到分離濃縮液，所以為了促進泡沫分離的應用研究一種適合泡沫分離的消泡方法很重要，而消泡的難易程度又取決于表面吸附和泡沫排液兩個過程。

一、表面吸附

表面活性分子由極性頭和非極性尾組成，當表面活性劑溶于水中，極性頭部深入水中而非極性尾部深入空氣中，使空氣和水的接觸面減少，從而降低溶液的表面張力。當表面活性溶液中形成泡沫后，泡沫的液膜上吸附著雙層表面活性分子來維持液膜的穩(wěn)定，表面活性分子的吸附密度越大液膜越穩(wěn)定，消泡越困難。

根據(jù)熱力學理論，在氣液兩相界面處的表面活性分子的濃度一般高于液相主體濃度，這種現(xiàn)象稱為表面過剩。如果溶液中只存在一種表面活性分子，當達到吸附平衡時在氣液界面上可以用 Gibbs 吸附等溫方程描述：

其中 Γ (mol/cm²)為表面活性分子的表面過剩吸附量；

σ (N/ cm)為溶液的表面張力；

C (mol/cm³)為主體溶液的平衡濃度；

R為摩爾氣體常數(shù)，其值為 8.314 J/(mol·K)；

T(℃)絕對溫度。

Langmuir 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)利用動力學的觀點提出了 Langmuir 吸附等溫式，并總結出了單分子層吸附理論。

Langmuir 吸附等溫式如公式(1.6)所示：

其中Γ、Γm  (kg/m²)分別為表面濃度和最大表面濃度；kL (m³/kg)為吸附平衡常數(shù)。小分子的表面活性物質(如十二烷基硫酸鈉)在氣液界面上的吸附現(xiàn)象滿足 Langmuir 吸附等溫式，其吸附等溫線如圖 1.3 所示。

但對于分子量較大的表面活性物質(如蛋白質)在氣液界面上的吸附現(xiàn)象與 Langmuir 吸附等溫式有較大的偏差，因為蛋白質在氣液界面上的吸附是遵循多分子層吸附理論的，牛血清蛋白(BSA)的吸附等溫線如圖 1.4 所示。