醋酸离子液体[C2mim][OAc]水溶液的摩尔表面Gibbs自由能

在288.15-318.15 K温度范围内测定了不同浓度离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([C₂mim][OAc])水溶液的表面张力和密度;在改进李以圭等人的溶液表面张力模型基础上,提出摩尔表面Gibbs自由能新概念,建立了摩尔表面Gibbs自由能随溶液浓度变化的线性经验方程,利用这个经验方程估算了[C₂mim][OAc]水溶液的摩尔表面Gibbs自由能,并进一步预测了该溶液的表面张力,其预测值与相应的表面张力实验值高度相关并非常相似。由此可见,摩尔表面Gibbs自由能与等张比容极其类似,可能成为预测离子液体及其溶液性质的一种新的半经验方法。在指定溶液浓度下,根据溶液的摩尔表面Gibbs自由能随温度呈线性变化的规律,得到了新的Eötvös方程,与传统的Eötvös方程相比,新Eötvös方程的每一个参数都有明确的物理意义:斜率的负值是摩尔表面熵,截距是摩尔表面焓,在指定浓度的溶液中摩尔表面焓几乎不随温度变化。     

低温等离子体处理聚酯(PET)表面润湿性与表面结构的研究

研究了O₂、N₂、He、Ar、H₂和CH₄气体低温等离子体改性聚酯(PET)的表面润湿性与表面结构的关系.用已知表面张力的液体测定接触角,作Zisman曲线,求得试样的临界表面张力γ_c;并按扩展的Fowkes式计算试样的表面张力γ_s及其三组分值γ_s^a(色散力)、γ_s^c(偶极矩力)和γ(氢键力),发现经O₂、N₂、He和Ar等离子体短时间处理的聚酯表面自由能显著增大,表面润湿性增强,主要是聚酯表面张力的氢键力成分的贡献,X射线光电子能谱分析表明,这是由于聚酯表面含氧或含氮极性基团增加所致.     

醚基功能化离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl热力学性质

通过核磁共振氢谱,核磁共振碳谱,元素分析和热重分析对醚基功能化的离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl进行了表征。在温度范围T=288.15–328.15 K内,测定了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的密度(ρ)、表面张力(γ)和折光率(nD)。根据这些实验数据,讨论并计算了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的体积性质。计算出离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的摩尔表面吉布斯自由能(gs)、摩尔表面熵(s)、摩尔表面焓(h)、摩尔极化度(Rm)和摩尔极化率(αp),h均近似为一个常数说明这两种离子液体从内部到表面的过程是一个等库仑过程,同时这两种离子液体的Rm和αp均与温度无关。本文还用摩尔表面Gibbs自由能改进Lorentz-Lorenz方程并预测离子液体表面张力,预测值与实验值高度相关。     

接触角法研究医用聚醚聚氨酯材料表面自由能与界面自由能

<正> 表面性质在医用材料与生物体的相互作用中起着至关重要的作用,如血液相容性材料的表面对血细胞具有吸附、变形、凝血、溶血等作用。表面能和界面能是医用材料的重要研究内容之一,材料的表面能及其极性与非极性分量在影响或控制材料与生物体的相互作用之面一直是医用材料的重要课题。Raier曾提出当材料的临界表面张力在20-30erg/cm~2时,血液相容性好,也有人认为,血液与材料的界面自由能趋于零时,才能     

自由能微扰法研究系列烷基芳基磺酸盐的胶束化焓-熵补偿现象

为了研究不同结构的表面活性剂分子在水溶液中的胶束化焓-熵补偿现象, 采用自由能微扰(FEP)法计算了系列烷基芳基磺酸盐的溶剂化自由能, 并根据胶团化过程的质量作用模型讨论了相关热力学性质. 结果表明: 自由能微扰法得到的溶剂化自由能大小与用传统热力学表面张力法测定的吉布斯自由能相近, 能够用于比较不同结构的烷基芳基磺酸盐间胶束化能力; 烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的, 且存在焓-熵补偿现象, 补偿温度范围均在(302±2) K; 随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动, 胶束化能力和胶束的稳定性均下降; 而随着芳环上短烷基链或长烷基链碳数的增加, 形成胶束的能力与稳定性均提高.     

1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑甘氨酸离子液体的物理化学性质的研究

由于氨基酸基的独特性质,我们以甘氨酸作为阴离子,醚基咪唑基团作为阳离子合成了一种新型离子液体1-甲氧乙基-3-甲基咪唑甘氨酸[MOEMIM][Gly],并经过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和差示扫描量热进行表征。由于离子液体和水之间形成氢键导致传统的方法不能去除水的影响,所以在实验测定中,选用标准加入法在温度范围为298.15–338.15 K,每隔5 K测定离子液体[MOEMIM][Gly]的密度和表面张力。利用密度数据,计算得到离子液体[MOEMIM][Gly]的摩尔体积,并且摩尔体积随着温度的升高而增加,同时得到了热膨胀系数。根据离子液体[MOEMIM][Gly]的摩尔表面Gibbs自由能,改进了传统的Eötvös经验方程,使得方程具有更明确的物理意义,即截距C₀代表摩尔表面焓,它是一个与温度无关的常数,斜率则为摩尔表面熵,这表明改进的Eötvös方程不仅是一个经验方程,而且还是严格的热力学方程。另外,结合摩尔表面Gibbs自由能和改进的Eötvös方程,估算了离子液体的[MOEMIM][Gly]的表面张力,并与实验值进行比较,发现两者很好的一致。     

低自由能固体表面的制备及其应用*

低自由能表面具有一些独特的性能,在工业和日常生活中具有广泛的应用,本文就低自由能表面的制备及其发展概况进行综述,共引用文献83篇。     

吉布斯自由能的多功能性质探讨

在物理化学常用的热力学函数中,吉布斯自由能是一个用途最为广泛、最具有明确意义的热力学函数,它除了在特定条件下可作为过程与方向的判据外,还具有狭义化学势、最大非膨胀功和狭义表面自由能等功能。本文就吉布斯自由能的多功能特性展开讨论,并通过两个实例说明实际体系中ΔG的计算方法及用途,以帮助学生在物理化学学习过程中深入理解吉布斯自由能。     

烷基芳基磺酸盐的分子动力学模拟与自由能微扰计算

为研究不同结构的表面活性剂分子在溶液中胶束化能力的差异, 采用分子动力学方法模拟三种烷基芳基磺酸盐在真空和水溶液环境下的结构与相互作用. 利用自由能微扰(FEP)方法计算了水合自由能, 发现与用传统热力学表面张力法测定自制的烷基芳基磺酸盐结果一致. 研究表明: 烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的, 随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动, 胶束化能力和胶束稳定性均下降; 疏水基周围水分子的“冰山结构”会影响胶束的稳定性, 而水分子中氢键的生存周期是反映冰山结构变化的重要指标; 同时, 亲水基与水分子间形成氢键的数目会增强或减弱分子脱离胶束体的趋势, 从而影响胶束结构的稳定性.     

反相气相色谱法表征聚丁二烯橡胶的表面性质

采用反相气相色谱技术测定了聚丁二烯橡胶的表面性质。以正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷作为非极性探针测定其表面色散自由能,以二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、乙醚和四氢呋喃作为极性探针测定其路易斯酸碱常数。经计算得出聚丁二烯橡胶在303、313、323、333和343 K的表面色散自由能分别为47.07、46.46、45.85、45.60和45.09 mJ/m2。结果表明,聚丁二烯橡胶表面色散自由能随着温度的升高呈线性降低,路易斯酸常数Ka为0.34,碱常数Kb为1.77,总酸碱作用能力2.11,该聚合物为弱碱性Lewis两性聚合物材料。此外还计算出聚丁二烯橡胶的酸碱作用吸附自由能（~ΔGsa）和吸附焓（~ΔHsa）。     

Surface active inverse micelles

Surface tension of solutions of a commercial non-ionic surfactant, Laureth 4, and two hydrocarbons, decane and hexadecane, with added water, was determined using a de Nouy ring. The results showed a reduction of surface tension with added water, confirming an earlier suggestion of surface activity of inverse micelles. The surface activity is ascribed to the orientation of the hydrocarbon chains in the inverse micelle, giving a preferential location of the low surface free-energy methyl groups at the surface of the micelle. The location of the micelle at the surface was estimated from calculations of the minimum in the free energy when a solid particle was transferred across the liquid–air interface. This energy showed a distinct minimum indicating the location of the particle. However, the conditions for that minimum to occur were such that no balance of surface tension forces along the liquid surface to air could occur. The reason for that apparent discrepancy is discussed.     

全氟烷基乙基丙烯酸酯共聚物的制备和表面性质

皮革和纺织品等的防水防油处理一直是人们关注的课题 ,用普通防水剂处理皮革和纺织品只能防水不能防油 ,达不到彻底防污 .由于有机氟化物的表面能极低 ,而丙烯酸酯类高分子具有成膜性好、网络结构较为疏松的特点 ,因此通过在聚丙烯酸酯高分子侧链引入全氟烷基 [1～ 5] 制得的全氟烷基丙烯酸酯共聚物 ,具有优异的防水、防油和防污功能 ,并且可使处理的制品保持原有的色泽、手感和透气性等优点 .本文采用乳液共聚法制得了全氟烷基乙基丙烯酸酯共聚物 [6] ,通过测定接触角计算了共聚物的表面自由能为 0 .0 1 2 6J/m2 ,这比作为目前优良品种的…     

Surface energy of solid catalysts measured by inverse gas chromatography

The time separation of experimental surface energy on Pt-Rh bimetallic catalysts, together with the time-independent rate constants for adsorption and desorption of O(2), CO, and CO(2) on them, is described, applying the reversed-flow version of inverse gas chromatography. The standard free energy of adsorption DeltaG(z.plims;) and its probability density function over time, together with the geometrical mean of the London parts of the total surface free energy (gamma(L)(1)gamma(L)(2))(1/2) of the adsorbed probe and the solid surface, accompanied by the relevant probability density functions over time are also calculated. The time-resolved phenomena lead to quite varying values of DeltaG(z.plims;), (gamma(L)(1)gamma(L)(2))(1/2), and the distribution functions as time passes, their maximum values being given by the catalyst containing a Pt:Rh = 3:1 weight ratio of the active phase for all adsorbed gases. The conclusion is reached that the surface energy measured as described can be used as a good measure for catalyst characterization.     

Understanding of surface tension?

The importance of the molar dimensions for surface properties of not too large molecules is stressed. The understanding of surface properties of pure liquids is described in molar units with a simple model of normal liquids. The increasing knowledge makes it necessary to use idealized models. A hypothesis is given for the temperature constancy of the surface energy of small molecules without H-bonds, and a model is developed for the free energy σ_m and its temperature dependency. This seldom example of the direct measurement of the isothermic work or the free energy could help to illustrate the difference between energy and free energy. Received: 24 July 2000 Accepted: 26 October 2000     

多烷基苯磺酸钠水溶液的表面性质

研究了多烷基苯磺酸钠的结构, 特别是侧链碳原子数的增加, 对其表面活性的影响, 并与其它烷基苯磺酸钠进行了比较. 结果表明, 随着苯环上侧链碳原子数的增加, 多烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度(cmc)降低, 但侧链上CH2降低cmc的程度远小于主链上CH2的作用. 当侧链碳原子数增加时, 多烷基苯磺酸钠的饱和吸附量(Γmax)降低, 表现出与主链不同的变化规律. 从多烷基苯磺酸钠的结构解释了cmc和Γmax的变化规律.     

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.     

液体的表面吸附:表面相厚度和热效应的理论研究

本文定量研究了6种纯液体的表面张力与温度的关系,进一步预测了这些液体从体相到表面相的相变过程中所放出的热量,并提出放热的根源是分子在表面相更有序的排列引起了熵的减少。本文还研究了CaCl_2和K_2CO_3水溶液的表面张力随浓度的变化关系,理论模拟结果与实验数据非常一致;同时,在给定β值的情况下,还对16种强电解质溶液的表面层厚度进行了估算,对所揭示的溶液表面层增厚现象给出了理论解释。     

Fluorinated 2-Vinylcyclopropane Copolymers as Low Surface Energy Materials

The surface structure and surface energy properties of fluorinated 2-vinylcyclopropane copolymers were investigated. The copolymers were prepared by free radical ring opening polymerization of fluorinated 1 and non-fluorinated 2 2-vinylcyclopropanes. NEXAFS experiments proved that the film surface was ordered with the fluorinated side groups possessing a relatively high orientational order. Contact angle measurements with different interrogating liquids permitted the polymer surface tension to be estimated. These surfaces showed both hydrophobic and oleophobic character, consistent with a low surface energy.