壬基酚聚氧乙烯醚二聚和三聚表面活性剂的合成及表面性质

合成了系列壬基酚聚氧乙烯醚二聚表面活性剂(DNP)和三聚表面活性剂(TNP), 用核磁共振、红外光谱和元素分析等手段对其结构进行了表征, 并用表面张力法和稳态荧光法对DNP和TNP的表面性能进行了研究. 结果表明, 随着氧乙烯(EO)单元数的增长, DNP和TNP的临界胶束浓度(cmc)值逐渐增大; DNP和TNP的cmc值较相应的单体壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂(NP)明显降低, 显示了较高的表面活性、吸附能力和润湿能力.     

新型腰果酚双子表面活性剂的合成及表面活性

以天然生物质腰果酚、1,3-二溴丙烷及氯磺酸为原料,通过醚化、磺化及中和三步反应合成了一类新型的腰果酚基磺酸盐双子(Gemini)表面活性剂.采用傅立叶转换红外光谱仪和核磁共振谱仪表征了产物的结构;采用滴体积法测定了腰果酚Gemini表面活性剂的表面张力,研究了水溶液的表面性质,并与相应的单基腰果酚基磺酸盐表面活性剂进行了对比.结果表明:腰果酚Gemini表面活性剂水溶液的临界胶束浓度(cmc)为6.20×10-2 mmol.L-1,远小于相应的单基腰果酚表面活性剂水溶液的cmc(8.40mmol.L-1);其临界表面张力γcmc为36.92mN.m-1,与单基腰果酚表面活性剂水溶液的相近(γcmc为38.41mN.m-1).与此同时,腰果酚Gemini表面活性剂水溶液的最小分子截面积Amin为0.27nm2,比相应的单基表面活性剂水溶液的小得多.     

反应型非离子表面活性剂的制备及其组成和结构

以丙烯酸(AA)与硬脂酸单甘油酯(GMS)、油酸单甘油酯(A300)或油酸单山梨糖醇酐酯(Span 80)为起始物, 对甲苯磺酸为催化剂, 对苯二酚为阻聚剂, 制备了三类含有1-烯键的反应型表面活性剂. 通过反应体系中AA 的加料量及其残留量, 计算得到丙烯酸的转化率为91%以上, 制备的反应型非离子表面活性剂的收率达到80%以上. 用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)和质谱对反应产物的组成和结构进行了表征, 确认获得了三类目标产物. 将这三类表面活性剂作为流滴剂与聚乙烯发生接枝反应后, 提高了聚乙烯的结晶温度, 降低了水在聚烯烃膜表面的接触角, 解决了聚乙烯农用棚膜的流滴期短的问题.     

聚氧乙烯醚型表面活性剂的合成及表面性质

合成了一系列不同聚合度的聚壬基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂, 通过红外光谱和核磁共振等手段对其结构进行表征, 用表面张力法对合成产物的表面性能进行研究. 结果表明, 随着表面活性剂分子中亲水基团环氧乙烷(EO)片段的增加, 单体、 二聚体和三聚体的临界胶束浓度(cmc)值都逐渐增大, 当EO数目相同时, 单体、 二聚体和三聚体的cmc值依次明显降低. 二聚体与三聚体都显示出很好的表面性质, 其中三聚体的表面性质比二聚体表面性能更优. 在空气/水表面二聚体和三聚体比单体的排列更加紧密, 表现出更好的吸附和分散性能.     

稳态荧光探针法测定三聚季铵盐表面活性剂的胶束聚集数

以芘为荧光探针, 十六烷基氯化吡啶(CPC)为猝灭剂, 以芘的饱和水溶液为溶剂配制表面活性剂溶液, 根据芘的荧光强度之比I1/I3随表面活性剂水溶液浓度的变化, 测定了三聚季铵盐表面活性剂CTTTA的cmc值, 测定值与表面张力法测定的cmc值一致；当猝灭剂CPC的浓度取0.1~0.3 mmol·L-1范围时, 用稳态荧光探针法测定了CTTTA的胶束聚集数. 实验数据表明, 表面活性剂溶液浓度为6~10倍cmc时, 胶束聚集数N随表面活性剂浓度增大而线性增大, 并用外推法得到CTTTA的临界胶束聚集数.     

一种酯类双季铵盐Gemini表面活性剂的合成研究

酯类双季铵盐Gemini表面活性剂含有正电荷性和酯类官能团,具有cmc低、高界面活性、易生物降解的特点。本研究先用三乙胺(TEA)和环氧氯丙烷(EPIC)合成新型季铵盐阳离子表面活性剂失水甘油基三乙基氯化铵(GTA)中间体,最后用GTA和己二酸反应合成得到一种新型酯类双季铵盐Gemini表面活性剂——双季铵盐己二酸酯表面活性剂(BQAA)。超声条件下得出BQAA合成的最佳条件为:超声频率:60KHz,反应体系pH=8,反应温度:50℃,n(GTA)∶n(己二酸)=2. 5∶1. 0,反应时间:6. 5h,BQAA为白色晶体,产率为88. 79%,通过元素分析和IR对产品BQAA进行了表征,对产物BQAA的表面活性、泡沫性能和乳化性能进行了研究,实验结果表明:BQAA的cmc=1. 3×10~(-4)mol·L~(-1),γ_(cmc)=27. 96 mN·m~(-1),泡沫形成稳定性高,起泡能力强,乳化能力好。     

新型磷酸酯表面活性剂的合成、表征及其反胶束体系对蛋白质的提取

合成了适于反胶束法提取蛋白质的磷酸酯表面活性剂━━二油酸乙二醇单酯基磷酸酯钠(DEOPA);以氢核磁共振谱和红外光谱表征了其结构;测定了其临界胶束浓度(cmc)、亲水亲油平衡值(HLB值)及对水的增溶作用等表面化学性质;考察了DEOPA/异辛烷反胶束体系提取蛋白质的性能.结果表明,DEOPA具有较高的表面活性,适合于构建反胶束体系,并可用于提取大分子量的蛋白质.     

C_(12)-s-C_(12)·2Br和C_(12)E_n混合水溶液的胶团化行为

季铵盐二聚表面活性剂C12-s-C12·2Br(s=2、3、4、6)和非离子表面活性剂C12E10或C12E23在水溶液中生成混合胶团.其临界胶团总浓度cmcT值介于二元复配体系中各组分的临界胶团浓度cmc01和cmc02之间.当添加少量非离子型表面活性剂(在水溶液中的摩尔分数α2=0.1)时,混合胶团中C12E10或C12E23的摩尔分数均已超过0.35;随着溶液中非离子型表面活性剂含量的增大,混合胶团中逐渐以C12E10或C12E23成分为主.     

无机盐对辛基酚聚氧乙烯醚乙基磺酸钠临界胶束浓度的影响研究

在(25±0.2)℃的实验温度下,通过用表面张力法确定了辛基酚聚氧乙烯醚(10)乙基磺酸钠(OPS)在无机盐氯化物(LiCl,NaCl,KCl,MgCl2,CaCl2,BaCl2,AlCl3,FeCl3和SmCl3)水溶液中的临界胶束浓度(cmc)值,根据cmc值的变化得出无机盐反离子对非离子-阴离子型表面活性剂OPS的cmc值影响规律.实验数据分析表明,虽然非离子-阴离子型表面活性剂OPS分子中增加了一个非离子氧乙烯单元的亲水性基团,但其cmc值和无机盐反离子浓度[M]之间具有与离子型表面活性剂相似的线性关系:lgcmc=-4.242-(0.2980-0.0102Z/r)lg[M]([M]1mol/L),其中Z和r分别为反离子的价态和范德华原子半径的平均值.无机盐对OPS的cmc的影响具有离子型表面活性剂的性质,不具有非离子型或两性表面活性剂的性质.该关系式亦说明了水溶液中非离子-阴离子型表面活性剂OPS的cmc值与无机盐反离子的浓度、价态和范德华原子半径的平均值有关,反离子对胶束的结合度的大小取决于反离子的价态与范德华原子半径平均值的比值.最后就无机盐反离子对OPS的cmc影响机理进行了简要分析.     

间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质的合成与溶液光物理性质

合成了单体1,4-双(3-磺酰化丙氧基)-2,5-二碘苯与2,6-二乙炔基吡啶,利用Heck-Sonogashira偶联反应制备了间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na,对单体以及聚合物进行了红外光谱与核磁氢谱表征.测试了该共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na的紫外-可见吸收光谱与荧光发射光谱.研究了该共轭聚电解质的溶液光物理性质,发现该聚电解质具有荧光发射的溶剂依赖性以及浓度依赖性,在水溶液中存在聚集.在聚合物溶液浓度为1×10-6mol/L左右时,聚集发射基本消失,说明此时在溶液中聚合物的聚集程度已经比较低.该聚电解质在水溶液中与表面活性剂之间存在一定的相互作用,加入非离子型高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的聚合物水溶液荧光显著增强,表明该表面活性剂破坏聚电解质的聚集.该共轭聚电解质的溶液光物理性质表明其具有成为水溶性荧光探针的应用潜力.     

喷墨打印制备LiMn2O4薄膜电极及其电化学性能

通过溶胶-凝胶法制备了尖晶石LiMn2O4. 用分散剂Lormar D, 经超声分散制得了含LiMn2O4粒子的打印“墨水”, 并使用计算机喷墨打印的方法制得LiMn2O4薄膜电极. 薄膜电极的厚度约为1.8 μm. 用XRD、TG-DTA、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和充放电等方法对材料和电极的性能进行了表征. 结果表明, 在较大电流100 μA·cm-2 (2C)的充放电情况下, 电极能保持好的稳定性,其首次放电容量为109 mAh·g-1, 充放电54次后, 其容量仍可保持97.4%, 为105 mAh·g-1, 这可归因于薄膜电极中尖晶石LiMn2O4的晶型完整, LiMn2O4粒子小以及稳定的超薄电极结构.     

多支链烷基苯磺酸钠水溶液的表面性质

用自制的四种高纯度多支链烷基苯磺酸钠,研究了支链结构对其表面性质的影响.结果表明,随支链烷基碳数增加,临界胶束浓度降低,标准吸附自由能DGadӨ更负;但是,饱和吸附量Γmax却随支链烷基碳数增加而减小,且临界胶束浓度时的表面张力γcmc随吸附量减小而降低,表现出与一般表面活性剂不同的变化趋势.从多支链烷基苯磺酸钠的分子结构特点,解释了随支链烷基碳数增加Γmax和γcmc的变化规律,探讨了分子的独占面积(as)对Γmax及γcmc的影响.     

溶胶-凝胶法制备SiO2/SiO2-TiO2双层防雾增透膜

以本征机械性能良好的溶胶-凝胶酸催化SiO₂和TiO₂薄膜为基础, 设计并制备了具有高透过率和良好机械性能的λ/4-λ/4 SiO₂/SiO₂-TiO₂双层增透膜. 所得薄膜在中心波长处的峰值透过率达到99.9%, 与设计膜层的透过率曲线高度吻合. 经耐摩擦和黏附性测试后, 该双层增透膜峰值透过率基本保持不变, 硬度高达4H, 表明其具有良好的机械性能. 水表面接触角测试结果显示该双层增透膜具有超亲水性, 表现出良好的冷/热防雾效果.     

中东常压渣油热反应过程中沥青质的缔合性变化规律

用表面张力法研究了中东常压渣油热反应过程中正庚烷沥青质缔合性的变化。测定沥青质的不同浓度甲苯溶液的表面张力,利用溶液的临界胶束浓度表征沥青质的缔合性。定义蒸气压渗透法(VPO法)测得的沥青质平均分子量和表面张力法计算得到的平均分子量之比为沥青质的缔合度参数。结果表明,随着热反应的进行,在生焦诱导期内,沥青质的临界胶束浓度下降、沥青质缔合度参数增大,缔合性增强；达到生焦诱导期后临界胶束浓度上升、缔合度参数下降,缔合性下降。     

Recovery of photodegraded polymers by surface treatment

A two-step process has been developed in order to renovate highly photodegraded polymers. It was applied to clear and pigmented commercial PVC plates, which were exposed to accelerated weathering. The brown highly degraded top layer was first removed by sandpapering, which makes the color disappear and restores the original impact resistance of PVC. In a second step, a thin film of a UV-curable acrylic resin was sprayed onto the PVC plate, which thus recovered its initial transparency. After a 1s UV exposure, the coated PVC was found to exhibit an excellent resistance to chemicals, weathering and scratching. One of the distinct advantages of this new low-cost recycling process is that it is based on existing technologies and can be carried out directly on the plastic structures to be renovated.     

可聚硼酸酯表面活性剂的表面化学性质及与LAS相互作用

用表面张力法研究了可聚合硼酸酯表面活性剂(BES)水溶液不同温度下(288-313 K)的表面活性和热力学函数变化；考察了BES与十二烷基苯磺酸钠(LAS)在0.5 mol·L-1 NaCl溶液中的相互作用. 结果表明, 298 K时, BES临界胶束浓度cmc达到0.066 mmol·L-1, γcmc为29.2 mN·m-1；在所考察的温度范围内BES胶束形成自由能(ΔG0m)在-22.4 - -25.8 kJ·mol-1之间, 胶束形成是熵驱动过程. BES/LAS混合体系为具有较大负偏差的非理想体系, BES/LAS分子间平均相互作用参数βm=-3.48；当溶液体相中BES摩尔分数αBES＝0.5时, 混合胶束中BES摩尔分数X1m为0.46, |βm|达到最大, 而且此时混合溶液cmc为0.017 mmol·L-1, 达到最低, γcmc为27.8 mN·m-1.     

钾掺杂g-C3N4薄膜光阳极的制备及光电催化氧化降解水中双氯芬酸钠性能

兼具高光学质量和电化学性能的薄膜光电极难以制备, 限制了光电催化氧化技术在水处理中的的应用. 本文采用原位煅烧法制备了负载在氧化铟锡(ITO)玻璃上的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)薄膜电极, 并通过掺杂K⁺提高其光电催化氧化性能; 对电极进行了表征, 研究了其光电催化氧化降解水中双氯芬酸钠(DCF)的效率及降解路径. 结果表明, 原位煅烧法能制备出高质量的K⁺/g-C₃N₄薄膜光电极, K⁺的掺杂并未明显改变电极上g-C₃N₄的晶型、 价态和多孔形貌, 但可以提高ITO玻璃上g-C₃N₄的负载量, 增强电极对可见光的响应; K⁺的最佳掺杂浓度为0.002 mol/L, K⁺/g-C₃N₄薄膜电极光电催化氧化降解DCF的速率常数是纯g-C₃N₄薄膜电极的1.86倍; 当初始pH值为4, 电压为1 V, 光源强度为0.96 W/cm², 反应2 h后水中DCF降解率达到70%. K⁺/g-C₃N₄薄膜电极光电催化氧化过程中, 光催化氧化和电化学氧化之间存在协同作用, 两者相互增强, 并提高了反应过程中光生 空穴(h⁺)和羟基自由基(·OH)浓度, 在这两种活性物质作用下, 水中DCF分别被h⁺氧化生成咔唑衍生物、 与·OH发生加成反应生成多羟基芳香化合物, 最后开环生成小分子物质.     

Aggregation of quaternary ammonium gemini surfactants C12-s-C12.2Br in n-heptane/n-hexanol solution: effect of the spacer chains on the critical reverse micelle concentrations

The critical reverse micelle concentrations of C(12)-s-C(12).2Br (s=2,3,4,5,6,8,12) in n-heptane/n-hexanol solutions, cmc(I)s, have been determined by absorption spectrum method using iodine as probe. The values of cmc(I)s are smaller than those of the critical micelle concentrations (cmc(aq)s) in aqueous solution and reach a maximum at s=4, which is similar to the variation of cmc(aq) with s. The variation of cmc(I) with s is attributed to the alteration in the spacer chain conformation, i.e. when the spacer is short enough, it may adopt stretch configuration and when the spacer is long, it tends to bend towards the continuous oil phase to achieve a more densely packing of the quaternary ammonium heads on the surface of the core.     

LB型Q态CdS复合膜构象有序性研究

报道了在较高膜压及高沉积速度下硬脂镉ＬＢ膜与Ｈ２Ｓ反应制备纳米有序的机分子／ＣｄＳ纳米粒子复合膜,该膜反应后仍能保持良好的－ＣＨ２－全反式排列,即形成纵向有机－无机复合超晶格材料。