CTAB在硅胶表面吸附引起的润湿性变化和模拟驱油

用椭圆偏振法测定溴代十六烷基三甲胺（CTAB）水溶液在光滑的二氧化硅膜片上的吸附，其结果符合两阶段模型，即在不同浓度下发生单分子层和近似双分子层的吸附，并与其表面润湿性变化的数据吻合.用改进的Washburn方程测量改性硅胶粉末的润湿性, 研究了CTAB水溶液在硅胶粉末表面上吸附引起的润湿性变化.并由此探讨了CTAB水溶液在硅胶粉末表面的润湿性,表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）与表面含油粉末脱油率的关系，对在非超低界面张力条件下通过改变固/液界面润湿性提高原油采收率作了实验探讨.     

CTAB在云母表面吸附的AFM研究

应用原子力显微镜技术(AFM)对十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)在云母表面的吸附行为进行了研究. 结果表明在2 cmc的CTAB溶液中, CTAB分子在云母表面的吸附经历了从胶团→圆柱形→层状膜结构形貌的转变; 在0.5 cmc的CTAB溶液中, 表面活性剂分子在云母表面形成层状膜结构, 没有明显的结构转变; 同时CTAB分子在云母表面的吸附和云母表面脱落的周期性现象也被观察到.     

支链化阳离子和甜菜碱表面活性剂对聚四氟乙烯表面润湿性的影响

利用座滴法研究了支链化阳离子表面活性剂十六烷基羟丙基氯化铵(C₁₆GPC)和两性离子表面活性剂十六烷基羧酸甜菜碱(C₁₆GPB)在聚四氟乙烯(PTFE)表面上的吸附机制和润湿性质, 考察了表面活性剂浓度对表面张力、接触角、粘附张力、固液界面张力和粘附功的影响趋势. 研究发现, 低浓度条件下, 表面活性剂疏水支链的多个亚甲基基团与PTFE表面发生相互作用, 分子以平躺的方式吸附到固体界面; 支链化表面活性剂形成胶束的阻碍较大, 浓度大于临界胶束浓度(cmc)时, C₁₆GPC和C₁₆GPB分子在固液界面上继续吸附, 与PTFE作用的亚甲基基团减少, 分子逐渐直立, 固液界面自由能(γ_sl)明显降低. 对于支链化的阳离子和甜菜碱分子, 接触角均在浓度高于cmc后大幅度降低.     

硅胶与高岭土的润湿性及荧光和驱油研究

利用Washburn方程测量固体粉末的润湿性,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)水溶液在硅胶及高岭土两种固体粉末表面上的接触角,用荧光猝灭法测定了SDBS在水溶液里的胶束平均聚集数。并由此探讨了十二烷基苯磺酸钠水溶液在固体粉末表面的润湿性,表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)与表面含油粉末脱油率的关系。     

烷基聚葡糖苷溶液的表面吸附平衡的动力学

用吊片法和气泡最大压力法分别测定了烷基聚葡糖苷（APG）C9.6G1.3水溶液的平衡和动态表面张力，研究了APG水溶液表面的吸附平衡、动力学及其影响因素。测得其cmc(临界胶束浓度）为0.032g/L。吸附过程由初始的扩散控制转变到势垒控制，吸附势垒为4－7kJ/mol。温度升高，平衡和动态表面张力均减小，吸附量增加；加入无机盐，平衡和动态表面张力增大，吸附量亦增加；醇类的吸附使动态表面张力下降速度加快，表明APG与醇分子间有协同吸附作用。     

不等链长的碳氟、碳氢正负离子表面活性剂混合体系的表面活性

研究了全氟辛酸钠与溴化十四烷基三甲铵混合水溶液的表面活性. 测定了不同比例混合物水溶液的表面张力-浓度曲线, 得出临界胶团浓度(cmc)及监 界胶团浓度时的溶液表面张力(γcmc)值. 应用Gibbs吸附公式及吸附层中两表面活性剂分子相互作用参数法求出表面总吸附量、吸附层组成及两表面活性剂分别吸附量等. 指示此吸附层具有多分子层性质. 这可能是碳氢、碳氟正负离子混合体系的特点.     

单分子链胶束的胶束化行为与相关新概念的提出

采用水溶液均聚合方法,制备了阳离子型表面活性单体（2-丙烯酰胺基）乙基十四烷基二甲基溴化铵（AMC14AB）的均聚物,使用荧光探针法、表面张力测定及电导测定法,重点考察了均聚物P（AMC14AB）在水溶液中的胶束化行为与表面吸附现象．在水溶液中,均聚物P（AMC14AB）呈现单分子链胶束的聚集形态,具有零临界胶束浓度（CMC=0）,从开始加入P（AMC14AB）起,水溶液中随即产生单分子链胶束,不存在Krafft温度．P（AMC14AB）在溶液表面也发生表面吸附,使水的表面张力下降,即P（AMC14AB）也具有表面活性;随着浓度增大,表面吸附量增大,水的表面张力持续下降;当表面吸附达到饱和时,表面张力一浓度曲线上出现突变点,该点应该定义为饱和的表面吸附浓度（SSAC）,而不应该再称为临界胶束浓度．P（AMC14AB）单分子链胶束溶液对疏水有机物（甲苯）的增溶情况,明显不同于普通小分子表面活性剂十六烷基二甲基溴化铵（CTAB）的多分子胶束溶液,甲苯增溶量-P（AMC14AB）浓度的关系曲线上无突变点,而且对甲苯的增溶能力高于CTAB的多分子胶束溶液．     

阳离子和两性表面活性剂对石英表面润湿性的影响

利用座滴法研究了阳离子表面活性剂十六烷基醚羟丙基季铵盐(C16PC)和两性离子表面活性剂十六烷基醚羟丙基羧酸甜菜碱(C16PB)溶液在石英表面上的润湿性质, 考察了表面活性剂类型及浓度对接触角的影响趋势, 讨论了黏附张力和黏附功的变化规律. 研究发现, 两种表面活性剂在高能的石英表面的吸附造成石英-水的界面自由能(γsl)增大. C16PB通过弱相互作用随机吸附到石英表面, 其增大γsl的能力与降低表面张力(γ1g)的能力相当, 接触角(θ)随浓度变化不大. C16PC 随体相浓度增大能够在石英表面通过静电作用形成定向排列的单分子层, 而后在临界胶束浓度(cmc)附近形成双层结构, 接触角随浓度变化的趋势可分为4个区域, 并通过一个极大值.     

烷基聚葡糖苷溶液的表面吸附平衡与动力学

用吊片法和气泡最大压力法分别测定了烷基聚葡糖苷(APG)C₉.₆G_1.3水溶液的平衡和动态表面张力,研究了APG水溶液表面的吸附平衡、动力学及其影响因素.测得其cmc(临界胶束浓度)为0.032g/L.吸附过程由初始的扩散控制转变到势垒控制,吸附势垒为4～7kJ/mol.温度升高,平衡和动态表面张力均减小,吸附量增加;加入无机盐,平衡和动态表面张力增大,吸附量亦增加;醇类的吸附使动态表面张力下降速率加快,表明APG与醇分子间有协同吸附作用.     

支链化甜菜碱和阳离子表面活性剂在聚甲基丙烯酸甲酯表面的吸附及其润湿性质

利用座滴法研究了两性离子表面活性剂支链十六烷基(聚氧乙烯)_n醚羟丙基羧酸甜菜碱(n = 0, 3)和阳离子表面活性剂支链十六烷基(聚氧乙烯)_n醚羟丙基季铵盐溶液在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面上的润湿性质,考察了表面活性剂类型、结构及浓度对接触角的影响趋势。研究发现,表面活性剂浓度低于临界胶束浓度(cmc)时,分子通过氢键以平躺的方式吸附到PMMA界面,亲水基团靠近固体界面, PMMA表面被轻微疏水化;表面张力和粘附张力同时降低,导致此阶段接触角随浓度变化不大。浓度高于cmc时,表面活性剂通过疏水作用吸附,亲水基团在外, PMMA表面被明显亲水改性,接触角随浓度升高显著降低。由于具有相同的支链烷基,表面活性剂类型变化和聚氧乙烯基团的引入对接触角影响不大。     

气-液界面上十六烷基溴化吡啶水溶液动态表面张力的研究

滴体积法测定了十六烷基溴化吡啶溶液的动态表面张力。考察了浓度、温度对动态表面张力的影响。讨论了十六烷基溴化吡啶分子在气／液界面上的吸附动力学,发现吸附遵从扩散-动力学控制机理．从表观扩散系数计算了吸附能垒,分析了吸附能垒存在的原因。     

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.     

氨基酸型表面活性剂烷基二羧酸钠的结构对表面活性、自聚集行为及润湿性能的影响

本文合成了3个氨基酸型表面活性剂:十二烷基甘氨酸钠(C12GlyNa)、十二烷基氨基丙二酸钠(C12MalNa2)和十二烷基谷氨酸钠(C12GluNa2),用表面张力法、荧光探针法及接触角测量,研究了它们的分子结构对表面活性、自聚集行为以及对方解石润湿性能的影响。结果表明,当增加一个羧基后,氨基酸型表面活性剂的临界胶团浓度(cmc)和最低表面张力(γ_(cmc))增大,饱和吸附量(Г_(max))和胶团聚集数减小,降低表面张力的效率(pC_(20))降低,但在方解石表面的接触角变化较小。与C12MalNa2相比,在两个羧基之间增加一个亚甲基的C12GluNa2,其最低表面张力(γ_(cmc))变化很小,但cmc和Г_(max)更小,A_(min)更大,在方解石表面的最大接触角增大,对方解石的润湿性能降低。     

碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂混合水溶液的表面吸附和胶团形成——Ⅱ.全氟辛酸钠-十烷基硫酸钠体系

测定了不同摩尔比的全氟辛酸钠(7CFNa)-十烷基硫酸钠(C_(10)SNa)混合水溶液(加NaCl,恒定离子强度μ=0.1m)的表面张力和界面张力(正庚烷-水溶液界面张力)。由表(界)面张力-浓度关系求出混合体系的表(界)面吸附和临界胶团浓度(cmc)。结果表明:(1)7CFNa和C_(10)SNa在μ=0.1m的溶液中,cmc相近,两者表面活性相近;但7CFNa降低水表面张力的能力较强,在cmc时的表面张力可低达～23mNm~(-1)。因此,在混合溶液的表面上,7CFNa的表面活性较高,优先吸附于表面。对于各种摩尔比的混合溶液,7CF~-在表面层中的比例皆大于在溶液内部的比例。(2)正庚烷-水溶液界面上的吸附与表面吸附截然不同。7CF~-在界面吸附层中的比例低于溶液内部,表明其吸附能力比C_(10)S~-为弱。这是由于界面一边的正庚烷与C_(10)SNa碳氢链之间的作用大于与7CFNa碳氟链之间的作用。亦即碳氟链与碳氢链“互憎”作用在界面上的表现。(3)在不同摩尔比的混合溶液中,各组分的cmc接近一恒值,进一步说明混合溶液中存在碳氟链与碳氢链间的互憎作用,以致两种表面活性剂在混合溶液中(有过量无机盐时)基本上各自形成胶团。     

苄基取代甜菜碱对聚四氟乙烯表面润湿性的影响

利用座滴法研究了两性离子表面活性剂苄基取代烷基羧基甜菜碱(BCB)和苄基取代烷基磺基甜菜碱(BSB)在聚四氟乙烯(PTFE)表面上的润湿性质,考察了表面活性剂浓度对接触角的影响趋势,并讨论了粘附张力、固-液界面张力和粘附功的变化规律.研究发现,在低浓度时,表面活性剂通过疏水作用吸附到PTFE表面,疏水链苄基取代支链化使其在固-液界面上的吸附明显低于气-液界面,接触角在很大的范围内保持不变.当体相浓度增加到大于临界胶束浓度(cmc)时, BCB和BSB分子在固-液界面上继续吸附,分子逐渐直立,造成PTFE-液体之间的界面张力(γ_SL)进一步降低,表面亲水性增加,接触角随浓度增加明显降低;另一方面, BSB由于具有较大的极性头,在高浓度时空间阻碍作用明显,导致其对PTFE表面润湿性改变程度小于BCB.     

支链异构十五烷基间二甲苯磺酸钠溶液表面性质及其溶剂行为

合成了4种高纯度十五烷基间二甲苯磺酸钠,测定了在纯水溶液和0.039 3 mol/L异丙醇溶液中的表面性质. 结果表明,随芳基向碳链中间位置的移动,临界胶束浓度(cmc)增大,分子极限占有面积(Amin)增大,标准吸附自由能(ΔG0)变得更负,降低表面张力的效率(pc20)增强,饱和吸附量(Γmax)降低,临界胶束浓度时的表面张力(γcmc)降低,异丙醇使磺酸钠溶液的cmc显著降低. 从分子结构的特点探讨了分子中脂肪链支化程度对其表面性能的影响.     

头孢唑酮对CTAB胶束结构特性的影响

应用电导法和荧光法测定了头孢唑酮对阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）胶束第一cmc1、第二cmc2、胶束聚集数及体系粘度的影响,测定了头孢唑酮在CTAB胶束中的分配系数.结果表明,头孢唑酮的加入使得CTAB胶束的第一cmc和第二cmc均上升,胶束的聚集数和体系的粘度降低.上述结果与头孢唑酮和CTAB分子的相互作用及其在CTAB胶束相和水连续相的分配有关.     

CTAB水溶液表面的吸附动力学

用最大气泡压力法测定了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液的动态表面张力,研究了CTAB水溶液表面吸附的动力学及其影响因素。结果表明,吸附过程由初始的扩散控制经混合控制过渡到势垒控制。扩散控制吸附速率快,时间短;势垒控制速率慢,时间长,吸附势垒一般为4～10kJ.mol^-^1。温度升高,动态表面张力减小,但吸附机理不变;无机盐或醇类的加入对势垒值影响不大,但对扩散控制步骤的影响较大。     

Gemini表面活性剂改性有机蒙脱土的制备及其对甲基橙的吸附性能

分别以1,2-亚乙基-双(十二烷基二甲基溴化铵)(12-2-12)和1,2-亚乙基-双(十六烷基二甲基溴化铵)(16-2-16)为插层试剂,通过离子交换法合成了不同阳离子交换量的有机蒙脱土12-2-12-MMT和16-2-16-MMT。FTIR、XRD和TG-DTG分析表明,随着阳离子交换量的增大和Gemini表面活性剂碳链的增长,改性蒙脱土的层间距增大。考察阳离子交换量、时间、p H和温度等对甲基橙吸附性能的影响,结果表明,1.0CEC的12-2-12-MMT和16-2-16-MMT在20℃、p H=3、6 h对甲基橙吸附的效果最好;且同一吸附条件下16-2-16-MMT对甲基橙吸附性能明显优于12-2-12-MMT,有机蒙脱土对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学方程,热力学符合Langmuir吸附等温式。     

Interaction in Binary Mixtures of Gemini Surfactant G12-6-12 and CTAB by NMR

The interaction between N, N′-bis（dimethyldodecyl）-1,6-hexanediammoniumdibromide （G12-6-12） and cetyltrimethylammonium bromide （CTAB） in D20 aqueous medium has been investigated by NMR at 298 K. The G12-6-12 and CTAB are about 0.773 and measured critical micelle concentration （cmc） of 0.668 mmol/L, respectively. The cmc^＊ （cmc of mixture） values are less than CMC^＊ （cmc of ideally mixed solution） in the mixed system, and the interaction parameter βM〈0 at different molar fractions α of G12-6-12 in the mixed systems, but just when α≤0.3, cmc^＊ values are much smaller than CMC^＊, and βM satisfies the relation of ｜βM｜〉｜ln（cmc1/cmc2）｜ （cmcl： cmc of pure G12-6-12 and cmc2： cmc Of pure CTAB）. The results indicate that there exists synergism between G12-6-12 and CTAB, and they can form mixed micelles, which is further proven by 2D NOESY and self-diffusion coefficient D experiments. There are intermolecular cross peaks between G12-6-12 and CTAB in 2D NOESY, and the radius of micelles in mixed solution is bigger than that in G12-6-12 pure solution in D experiments, indicating there are mixed micelles. However, when α〉0.3, we find that cmc^＊≈CMC^＊, βM≈0, obviously, the two surfactants are almost ideal mixing fitting the pseudo-phase separation model and regular solution theory.