季铵盐型表面活性剂的吸附特性研究

为了深入认识季铵盐型表面活性剂的吸附特性 ,文中从时间、液固比、烷基链长、质量浓度、表面性质等方面研究了季铵盐型表面活性剂的静态吸附性质 ;从烷基链长、质量浓度和表面性质方面研究了季铵盐型表面活性剂的动态吸附性质 ,说明季铵盐型表面活性剂吸附性较强 .这为进一步研究季铵盐型表面活性剂在驱油中的应用打下了良好的基础     

复配表面活性剂溶液的表面吸附和胶束的形成

通过拉环法对十二烷基三甲基溴化铵（C12H25N（CH3）3Br阳离子表面活性剂，用C12N表示）和十二烷基硫酸钠（C12H25SO4Na阴离子表面活性剂，用C12S表示）从单一体系到复配体系的表面吸附进行了研究，用Gibbs吸附公式计算了总吸附量与分吸附量，探讨了它们的表面物理化学性质．     

酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的合成与性能

合成了系列酯基Gemini型季铵盐表面活性剂:烷基α,ω双(二甲基酰氧乙基溴化铵).采用红外光谱和核磁共振进行结构分析;用两相化学滴定法测定活性物含量,结果表明:6种已合成的酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的活性物质量分数均在98.5%以上.同时测定了产物的表面活性、泡沫性能和乳化性能,结果表明:酯基Gemini型季铵盐表面活性剂具有较高的表面活性,其临界胶束浓度介于4.46×10-5～4.17×10-4mol/L之间,而相应的单季铵盐表面活性剂C14TABr和C12TABr的临界胶束浓度分别为4.00×10-3mol/L及1.50×10-2mol/L;酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的泡沫稳定性及乳化性能也明显优于相应的单季铵盐表面活性剂.     

阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附机制

目的将热力学数据与动力学知识及结构信息相结合,概述离子型表面活性剂在二氧化硅固-液界面上的吸附过程。方法通过阐述阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附热力学数据与其动力学研究结果,介绍表面活性剂在固-液界面上的吸附机制及模型建构。结果阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附机制主要受浓度、界面性质、吸附等温线、表面活性剂链长、表面电荷等因素的影响。结论表面活性剂在基质上形成的离散聚集体及形貌会影响其在固-液界面上的吸附形态,同时提出了可能的吸附机制。     

三长链烷基季铵盐型阳离子表面活性剂的合成

以个长链烷基二亚乙基三胺和脂肪酸为原料，经酰胺化、季铵化合成了６种未见文献报道的三长链烷基季铵盐型阳离子表面活性剂。     

非离子型Gemini表面活性剂的表面活性与固液界面吸附特性研究

利用最大泡压法和静态吸附实验测定了烷基酚聚氧乙烯醚型Gemini表面活性剂（GSmn）和壬基酚聚氧乙烯（10）醚（S910）在40℃下的表面张力，考察了Gemini表面活性剂的分子结构对其表面活性及其在固液界面吸附特性的影响。实验结果表明，在一定温度下，当GSmn的亲水基团相同时，其临界胶束浓度和最低表面张力均随烷基链长的增加而降低；疏水基相同时，GSmn的氧乙烯基数越多，临界胶束浓度越高，最低表面张力越低。S910与GS910的界面活性相近，但后者更易在溶液表面吸附。GSmn在高岭土上的饱和吸附量随GSmn烷基链长度的增加而增加，随氧乙烯基数增加而降低；GS910在高岭土上的饱和吸附量比S910低。     

季铵盐型低聚表面活性剂对A3碳钢在盐酸介质中的缓蚀性能

以乙二胺、环氧氯丙烷、十二叔胺等为原料,无水乙醇为溶剂,通过开环和季铵化反应合成了季铵盐型低聚表面活性剂。应用腐蚀失重法研究了其在盐酸介质中对A3碳钢的缓蚀及其吸附性能。实验结果表明,在10%(ω)HCL介质中对A3碳钢具有优异的缓蚀性能,表面活性剂分子能自发地吸附在A3钢表面,在40 mg/L时其缓蚀效率已达91.5%,吸附行为符合Langmuir吸附等温式。     

非离子型Gemini表面活性剂的表面活性与固液界面吸附特性研究

利用最大泡压法和静态吸附实验测定了烷基酚聚氧乙烯醚型Gemini表面活性剂(GSmn)和壬基酚聚氧乙烯(10)醚(S910)在40℃下的表面张力,考察了Gemini表面活性剂的分子结构对其表面活性及其在固液界面吸附特性的影响.实验结果表明,在一定温度下,当GSmn的亲水基团相同时,其临界胶束浓度和最低表面张力均随烷基链长的增加而降低;疏水基相同时,GSmn的氧乙烯基数越多,临界胶束浓度越高,最低表面张力越低.S910与GS910的界面活性相近,但后者更易在溶液表面吸附.GSmn在高岭土上的饱和吸附量随GSmn烷基链长度的增加而增加,随氧乙烯基数增加而降低;GS910在高岭土上的饱和吸附量比S910低.     

改性膨润土对水中敌百虫和敌敌畏的吸附性能研究

研究了用季铵盐阳离子表面活性剂四甲基氯化铵（TMAC）、四乙基氯化铵（TEAC）和十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）改性的膨润土对有机磷农药敌百虫和敌敌畏的吸附性能。结果表明，用阳离子表面活性剂改性的膨润土的层间距和有机碳含量与改性时所用表面活性剂种类有关；改性膨润土对水中敌百虫和敌敌畏的吸附能力优于原土，并且吸附量随阳离子表面活性剂碳链的增长而增大；同一长链阳离子表面活性剂改性的膨润土对敌敌畏的吸附能力大于敌百虫；温度升高不利于敌百虫和敌敌畏在改性膨润土上的吸附。     

HCl介质中双子季铵盐表面活性剂对碳钢的缓蚀性能

采用质量损失法和电化学方法,研究羟基丙撑双(十二烷基二甲基氯化铵)(HPB)双子型季铵盐表面活性剂在40℃1.0 mol/L HCl、KCl、NaCl和HCl复配缓蚀介质中对碳钢的缓蚀性能。结果表明:HPB是一种性能优异的缓蚀剂,随着浓度的增大,其缓蚀效率逐渐增大,在质量浓度为50 mg/L时,缓蚀效率能达到98%。通过对吸附等温式的探讨,计算出其吸附自由能为-14.64 kJ/mol,推断出HPB在碳钢表面的吸附行为主要为物理吸附。电化学方法的测试结果表明,HPB是一种以抑制阴极反应为主的混合型缓蚀剂。     

298K毛吸附溴化烷基三甲铵的性质及自由能

用液／固吸附计量置换模型（SDM－A），研究了298K羊毛纤维吸附溴化烷基三甲铵阳离子表面活性剂CTAB和DTAB的吸附等温线，结果表明它们均遵从SDM－A的线性作图关系。用SDM－A的线性参数βα和q/z很好地描述了碳氢链长及加盐效应对于吸附性质的影响规律，特别是能定量地描述加盐效应对于吸附同时具有的促进和抵消两种相反作用的程度，并用SDM－A的热力学，由线性参数计算得到了不同体系的吸附亲和能ΔGA，解吸能ΔGD及总过程的自由能ΔGP。一个吸附体系中，ΔGA为常数且为较大的负值；ΔGD为随溶液体相浓度c增大而增大的正值；ΔGP为与lgc呈线性关系的较小的负值。计算所得结果能很好地解释实验事实，并可从更深层次上揭示吸附机理。     

有机膨润土对吡虫啉的吸附

缓释剂的使用是提高农药效率和减少环境污染的有效策略。以四甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵为改性剂制备系列有机膨润土,研究其对吡虫啉的等温吸附,分析吡虫啉在有机膨润土的吸附机理和影响因素。结果显示,与未改性膨润土相比,有机改性膨润土极大增强了膨润土对吡虫啉的吸附性能。吡虫啉分子具有较强的极性,无论是短碳链有机膨润土还是长碳链有机膨润土,暴露的硅氧烷表面相对于碳氢基团具有更强的吸附作用,延长季铵盐改性剂的碳链长度增强了有机膨润土对吡虫啉的吸附系数,但是降低了标碳化吸附系数。季铵盐载量对有机膨润土吸附性能的影响与其在膨润土的负载机理有关,载量小于1.0 CEC时,季铵盐主要以离子交换方式吸附到膨润土层间域,增加季铵盐用量可增强有机膨润土对吡虫啉的吸附能力。随着载量的进一步增加,超过可交换阳离子总量的季铵盐以分子形式进入膨润土层间域,降低了膨润土层间域的疏水性及其对吡虫啉的吸附能力。     

多羟基烷基季铵盐阳离子表面活性剂的合成

本文以多元醇、环氧氯丙烷和叔胺为原料，合成了多羟基烷基季铵盐阳离子表面活性剂，讨论了催化剂、温度和投料摩尔比对反应转化率的影响，确定了最佳合成工艺条件，研究了其与阴离子表面活性剂的复配性能。     

模板剂对合成中孔分子筛MCM-48的影响

分别采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十八烷基三甲基溴化铵（STAB）表面活性剂作模板,用曲拉通X-100为辅助模板剂,正硅酸乙脂（TEOS）为硅源,在较短时间内合成了具有立方介孔结构的MCM-48.通过X射线衍射（XRD）,氮气等温吸附-脱附,透射电镜（TEM）等表征手段对3种样品进行了对比分析.讨论了2种不同表面活性剂及其辅助模板剂对介孔分子筛的晶体结构、孔径大小的影响.实验结果表明：MCM-48的孔径随着合成所用的阳离子季铵盐表面活性剂的烷基链长增长而增大,并且加入的高分子辅助模板剂可以增大介孔分子筛的孔径,同时降低了其结构的有序性.     

不同链长季铵盐柱撑新疆蛭石的层间结构分析

为了研究有机物柱撑水黑云母的反应机理，选用新疆尉犁蛭石矿产出的水黑云母（金云母-蛭石间层矿物）与不同烷基链长的季铵盐阳离子表面活性剂制备出有机柱撑材料．通过X射线衍射与红外光谱进行表征分析，讨论了结晶度、电荷分布均匀性、水合阳离子及不同有机分子柱撑模式对晶层层间距的影响。结果表明：较短链长的季铵盐阳离子（C12TA^＋，C14TA^＋）只与水黑云母蛭石晶层中的水合阳离子发生反应；而长链季镣盐阳离子（C16TA^＋，C18TA^＋）先同蛭石晶层的水合阳离子交换反应，再与云母晶层中的钾离子发生交换反应．     

季铵盐型表面活性剂的驱油机理研究

研究了季铵盐型表面活性剂的驱油机理:表面张力和界面张力、表面润湿性、表面电性。认为在用季铵盐型表面活性剂驱油时,存在低界面张力机理,润湿反转机理和表面电性反转机理。在驱油剂浓度达到600 mg•L-1时,采收率可提高5%~6%。可以推测,具有吸附性的阳离子表面活性剂都可有这几种驱油机理,并具有一定的驱油潜力。     

Gemini表面活性剂与卤离子对钢在磷酸介质中缓蚀协同效应

通过失重法与极化曲线法考察了季铵盐型Gemini表面活性剂1,3-双(十二烷基二甲基溴化铵)丙烷(简写为12-3-12)及其与卤离子复合体系对冷轧钢在1 mol.L-1磷酸溶液中的缓蚀协同效应.实验结果表明,在一定浓度氯离子或溴离子的存在下,浓度很低的Gemini表面活性剂12-3-12(1×10-4mol.L-1)就可以对冷轧钢在磷酸介质中起到很好的缓蚀效果;通过在Gemini表面活性剂12-3-12溶液中加入一定浓度的Cl-或Br-构筑复合的缓蚀体系,利用表面活性剂与卤离子之间显著的缓蚀协同效应,大大降低了Gemini表面活性剂在缓蚀体系中的用量,极大地降低了Gemini表面活性剂作为酸介质中钢的缓蚀剂的综合使用成本;对酸介质中Gemini表面活性剂复合缓蚀体系在金属表面的吸附机理进行了探讨,并通过Langmuir吸附理论和相关公式得到了相关热力学参数.     

低聚阳离子季铵盐表面活性剂与磺基两性表面活性剂之间的相互作用

为对比研究不同寡聚度的阳离子季铵盐表面活性剂与磺基两性表面活性剂之间的相互作用,合成了一种Gemini阳离子季铵盐表面活性剂Malic-2C12及一种三聚阳离子季铵盐表面活性剂Citric-3C12。通过表面张力技术,分别研究了十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、Malic-2C12及Citric-3C12与磺基两性表面活性剂芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱(EHSB)之间的相互作用。结果表明,DTAB与EHSB的混合行为接近于理想混合。然而,Malic-2C12或Citric-3C12与EHSB混合体系的临界胶束浓度(CMC)均低于理想混合模型的CMC,表明两种表面活性剂分子在混合胶束中存在协同作用。表面活性剂分子优先进入体相聚集形成混合胶束,而在表面吸附层中的排列变得疏松,导致Malic-2C12或Citric-3C12与EHSB混合体系的表面张力(γCMC)反而高于单一表面活性剂体系。另外,结合相互作用参数结果,发现随着阳离子表面活性剂的寡聚度由1(DTAB)增加至2(Malic-2C12)再到3(Citric-3C12),其与EHSB之间的协同作用逐渐增强,存在协同作用的比例区间逐渐增大,但寡聚度逐级增加所带来的增效逐渐放缓。     

298K毛吸附溴化烷基三甲铵的性质及自由能

用液 /固吸附计量置换模型 ( SDM- A) ,研究了 2 98K羊毛纤维吸附溴化烷基三甲铵阳离子表面活性剂 CTAB和 DTAB的吸附等温线 ,结果表明它们均遵从 SDM- A的线性作图关系 .用 SDM-A的线性参数βα 和 q/z很好地描述了碳氢链长及加盐效应对于吸附性质的影响规律 ,特别是能定量地描述加盐效应对于吸附同时具有的促进和抵消两种相反作用的程度 ,并用 SDM- A的热力学 ,由线性参数计算得到了不同体系的吸附亲和能 ΔGA,解吸能 ΔGD 及总过程的自由能 ΔGP.一个吸附体系中 ,ΔGA 为常数且为较大的负值 ;ΔGD 为随溶液体相浓度 c增大而增大的正值 ;ΔGP为与 lgc呈线性关系的较小的负值 .计算所得结果能很好地解释实验事实 ,并可从更深层次上揭示吸附机理 .     

改性土壤对地下水中苯系污染物的吸附

研究了用阳离子表面活性剂改性的土壤对模拟地下水中的苯系污物苯、甲苯、二甲苯的吸附．获得了两种改性土壤对苯系污染物的吸附等温线，结果表明：用长链季胺盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（ＨＤＴＭＡ）改性后的土壤，吸附水中苯系污染物的能力明显高于未改性土壤．其改性后土壤的吸附能力主要取决于土壤的阳离子交换容量和有机阳离子的性质，同时对其吸附机理进行了讨论