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与胶团形成(Ⅳ)——非离子-非离子体系

测定了25℃不同比例的C₁₀F₁₉O(C₂H₄O)₉H与C₈H₁₇C₆H₄O(C₂H₄O)₁₀H混合水溶液的表面张力,研究混合水溶液的表面性质与胶团形成。用两种不同方法计算在表面上的表面成份、分子之间相互作用参数(β_σ)。结果表明,在非离子型碳氟和碳氢表面活性剂混合水溶液中,两种表面活性剂基本上各自形成胶团;表面分子相互作用参数皆为正值;表明此混合体系中碳氟链与碳氢链之间互疏作用的存在。     

Gemini表面活性剂对疏水缔合聚丙烯酰胺界面吸附膜扩张流变性质的影响

采用小幅低频振荡和界面张力弛豫技术, 考察了疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)在正癸烷-水界面上的扩张黏弹性质, 研究了不对称Gemini表面活性剂C₁₂COONa-p-C₉SO₃Na对其界面扩张性质的影响. 研究发现, 疏水链段的存在, 使HMPAM在界面层中具有较快的弛豫过程, 扩张弹性显示出明显的频率依赖性. 表面活性剂分子可以通过疏水相互作用与聚合物的疏水嵌段在界面上形成类似于混合胶束的特殊聚集体. 表面活性剂分子与界面聚集体之间存在快速交换过程, 可以大大降低聚合物的扩张弹性. 同时, 聚合物分子链能够削弱表面活性剂分子长烷基链之间的强相互作用, 导致混合吸附膜的扩张弹性远低于单独表面活性剂吸附膜.     

关于碳氟链表面活性剂与碳氢链表面活性剂混合溶液的胶团形成

对不同比例的下列表面活性剂混合物水溶液的表面张力作了测定:C₁₀H₂₁OSO₃Na(简称10CH)-C₁₂H₂₅OSO₃Na(简称12CH),C₇E₁₅COONa(简称7CF)-10CH及7CF-12CH.自溶液的表面张力一浓度关系求得临界胶团浓度(cmc).     

不同寡聚度磺酸盐表面活性剂与支化羧酸盐混合体系的聚集行为

采用表面张力、Zeta电位和小角中子散射技术,研究了pH 11条件下2-己基癸酸、异硬脂酸对具有单头单链十二烷基磺酸钠（SDoS）和星状四聚磺酸盐表面活性剂EDA-（C₁₂SO₃Na）₄的气液界面性质、胶束化行为和乳化性能的影响.结果表明,在气液界面和胶束中支化羧酸盐分子与磺酸盐表面活性剂间有不同程度的相互吸引作用,而且在降低表面张力效率方面具有协同作用,但胶束中分子间相互吸引作用更强的四聚磺酸盐表面活性剂混合体系在聚集体形成方面却未表现出协同作用.同时,随着羧酸盐的加入,SDoS和EDA-（C₁₂SO₃Na）₄呈现出不同的聚集体转变规律,羧酸盐与SDoS的混合聚集体随着浓度增大逐渐由球形胶束转变为棒状胶束,而羧酸盐与EDA-（C₁₂SO₃Na）₄的棒状胶束随着羧酸盐摩尔分数的增大而增长,随着总浓度的增大而减小.此外,在同等乳化烷烃的效果下,支化羧酸盐分子的加入可以大幅减少寡聚磺酸盐表面活性剂的使用量.     

Gemini表面活性剂联接基团对合成硅基介孔材料结构的影响

考察了Gemini表面活性剂不同联接基团对介孔结构的影响, 通过改变联接基团碳链的长度和在联接基团中加入苯基和羟基改变链的柔性和亲水性, 可改变表面活性剂在两相界面的头基面积和电荷分布, 形成不同的表面活性剂溶液结构, 并通过自组装过程控制生成不同介孔材料的孔结构. 当联接基团链长为4~8个碳时, 得到六方相孔道结构, 而当碳链长度增加为10~12个碳时, 形成立方相孔道结构, 其中以GEM16-6-16为模板, 形成了高度有序的MCM-41, 以GEM16-12-16为模板, 则得到高度有序的MCM-48. GEM16-3(OH)-16可合成出层状结构, 但有序性较低. GEM16-(1-Ar-1)-16的cmc较低, 在水溶液中溶解度极低, 当加入共溶剂乙醇时, 得到了空心球结构.     

三聚阴离子表面活性剂/阳离子添加剂混合体系的流变行为

表面活性剂的分子结构对蠕虫胶束的形成与性质有着重要影响。本文以十四酸和间苯三酚为起始原料,合成了一种三聚阴离子表面活性剂（2, 2', 2"-（苯基-1, 3, 5-三（氧））-三-十四酸钠,简写为Ph-TrisC₁₄Na）,并通过稳态和动态流变测试,研究了单组分的Ph-TrisC₁₄Na和Ph-TrisC₁₄Na/阳离子添加剂体系的粘弹性质。阳离子添加剂分别为正丁基三甲基溴化铵（C₄TAB）,正己基三甲基溴化铵（C₆TAB）和正辛基三甲基溴化铵（C₈TAB）。结果表明,依赖于独特的分子构型,Ph-TrisC₁₄Na分子自身即可形成蠕虫胶束,使溶液表现出明显的粘弹性。阳离子添加剂的加入可进一步优化Ph-TrisC₁₄Na的分子几何结构,促进蠕虫胶束更为快速地生长。随着阳离子添加剂疏水链长的增加,溶液的粘弹性显著增强,体系微结构对添加剂的敏感性也增加。对于50 mmol·L^-1的Ph-TrisC₁₄Na溶液来说,在C₈TAB与Ph-TrisC₁₄Na的摩尔比为0.5时,体系的零剪切粘度可达1535 Pa·s,蠕虫胶束的长度则达到4.0-7.5 μm。该体系体现出低聚表面活性剂在构筑表面活性剂粘弹溶液方面的优势,可拓展高粘弹性阴离子蠕虫胶束体系的研究范围。     

全氟壬烯氧基苯磺酸钠与烷基季铵盐的相互作用

通过六氟丙烯三聚体(全氟壬烯)氧基苯磺酸钠(C₉F₁₇OC₆H₄SO₃Na, OBS)与阳离子碳氢表面活性剂C_nNR[C_nH_2n+1N(CH₃)₃Br, C_nNM, n=8, 10和C_nH_2n+1N(CH₂CH₃)₃Br, C_nNE, n=8, 10, 12]复配, 研究了OBS与C_nNR的摩尔比、 C_nNR疏水链长及C_nNR亲水基团大小对此类阴、 阳离子碳氟-碳氢表面活性剂混合体系的临界胶束浓度(cmc)、 最低表面张力(γ_cmc)、 总饱和吸附量(Γ_tm)及极限分子面积(A_min)的影响. 结果表明, 通过与C_nNR复配, OBS的cmc和γ_cmc均大幅下降, 达到了全面增效的结果. 不同摩尔比的OBS-C₈NE混合体系中, 摩尔比为1:1时表面活性最好, cmc和γ_cmc均最小; 偏离等摩尔比时, OBS过量时混合体系的cmc小于C₈NE过量时混合体系的cmc, 但γ_cmc相差不大. 与单体系相比, OBS-C₈NE混合体系的Γ_tm明显增大、 A_min明显变小. OBS与不同疏水链长的C_nNE复配时, cmc的变化规律为C₈NE>C₁₀NE>C₁₂NE, 表明C_nNE疏水链长的增加能降低混合体系的cmc. 通过比较C_nNM和C_nNE(n=8, 10)的表面活性发现, 改变混合体系中C_nNR的亲水基团大小对混合体系的表面活性无明显影响.     

碳氟醇对阳离子表面活性剂表面活性及胶团反离子结合度的影响

用表面张力及电动势法研究了C₁₀H₂₁N(CH₃)3Br、C₁₂H₂₅N(CH₃)3Br与C₃F₇CH₂OH混合水溶液的表面与胶团性质。结果表明,对于阳离子表面活性剂,C₃F₇CH₂OH的加入一方面增加表面活性,另一方面降低胶团反离子结合度。后者不同于阴离子表面活性剂/C₃F₇CH₂OH混合体系,可归因于C₃F₇CH₂OH略有酸性,因而具备一些类似阴离子表面活性剂的性质。     

NMR研究溶液中正十四烷基硫酸钠/正十四烷基聚氧乙烯醚(3)表面活性剂之间的相互作用

采用¹HNMR弛豫、自扩散系数和二维相敏(2DNOESY)实验研究了正十四烷基硫酸钠[n-CH₃(CH₂)₁₃OSO₃Na(STS)]和正十四烷基聚氧乙烯醚(3)[n-CH₃(CH₂)₁₃O(C₂H₄O)₃H(C₁₄E₃)]在溶液中的自聚集以及二者混合后的相互作用.结果表明,STS与C₁₄E₃混合后存在相互作用,并形成混合胶束;弛豫实验表明,混合胶束中STS疏水链质子运动更加受阻,C₁₄E₃的α-(4″)和β-CH₂(3″)处链堆积紧密.C₁₄E₃的亲水端(CH₂CH₂0)₃链卷曲紧贴在疏水壳表面外链堆积较紧密处.自扩散系数测量表明,混合胶束比单一阴离子表面活性剂形成的胶束大.单一非离子型胶束和混合胶束的亲水端(CH₂CH₂0)₃(5″)链构成相应较软和松散的外壳.单一C₁₄E₃在极性溶剂氯仿溶液中,质子运动比在水中自由度大,但2DNOESY谱中出现了少量分子间的交叉峰,也可能形成了一些小的聚集体.     

混合超分子液晶模板法合成六方介孔相含钛氧化硅

采用混合十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与不同碳链的脂肪胺（CnNH2n＋3, n=8,10,12,14,16）作模板,在四甲基氢氧化胺为碱源的条件下,合成了具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41分子筛材料. XRD和TEM测试表明所合成材料具有高度的长程有序结构,样品的N2吸附/脱附等温线表明,高度有序的Ti MCM 41材料展示了毛细凝聚的陡峭台阶和狭窄的介孔孔径分布.对反应物配比中Ti/Si比、脂肪胺碳链长度n对六方介孔相结构的影响进行了研究,实验发现当Ti/Si< 0.15和n< 16时,均可获得具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41;而当Ti/Si≥0.15或n >16时,产物将分别发生从六方向无定形态或从六方向层状介孔相结构的转移,从混合表面活性剂的堆积参数对这种相转移现象进行了分析.     

碳量子点阳离子表面活性剂的多功能性

碳量子点以其多彩的荧光及廉价而丰富的制备原料引起人们的广泛兴趣。至今,已有大量关于碳量子点制备及其荧光性能直接利用的文献报道。若采用恰当的方法对碳量子点进行化学修饰,则可以将其转化为实用的精细化学品,从而拓展碳量子点的应用领域。本文报道了一种碳量子点阳离子表面活性剂的制备方法。首先,乙二胺四乙酸、二乙胺及双氧水的混合水溶液经水热处理,获得碳量子点(以OX-CQDs表示),再以氯代正构十二烷对其进行季铵化修饰,获得新型碳量子点阳离子表面活性剂(以OX-CQDs-C₁₂H₂₅表示)。OX-CQDs-C₁₂H₂₅具有良好的降低水的表面张力和减小水接触角的能力,水的界面张力能降低至26.7 mN∙m⁻¹,其性能超过了一些新型的Gemini型阳离子表面活性剂;季铵化的修饰也大大提高了OX-CQDs对大肠杆菌的抑菌能力,低至0.41 mg∙mL⁻¹的OX-CQDs-C₁₂H₂₅溶液其抑菌率接近100%。表面活性剂,抑菌性和荧光性能赋予了OX-CQDs-C₁₂H₂₅的多种功能性。     

皂荚素的表面活性及其二元体系的热力学研究

通过表面张力的测定研究了皂荚素(GS)的表面活性及其热力学性质随温度的变化.测定了皂荚素分别与十二烷基磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、全氟辛酸钠、十二烷基脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、辛基酚聚氧乙烯(10)醚及十六烷基三甲基溴化铵等复配的表面张力-浓度对数关系(γ～lgc)曲线,并用二维晶格模型及正规溶液理论计算了含皂荚素的二元表面活性剂溶液表面吸附层的组成、分子相互作用参数及分子交换能.结果表明,皂荚素主要呈现非离子表面活性剂的性质,与阳离子表面活性剂复配呈微弱的离子性.复配后分子交换能均小于零,复配增效.增效顺序为GS/阳离子>GS/非离子>GS/阴离子(表面活性剂复配体系).     

阴离子插层镁铝水滑石结构及相互作用的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算了MgAl-LDHs层板与无机阴离子(F^-、Cl^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-)和有机阴离子(水杨酸根离子([HO(C₆H₄)COO]^-)、苯甲酸根离子([(C₆H₅)COO]^-)、对二甲氨基苯甲酸根离子([p-(CH₃)₂N(C₆H₄)COO]^-)、十二烷基磺酸根离子[C₁₂H₂₅SO₃]^-、己烷基磺酸根离子[C₆H₁₃SO₃]^-、丙烷基磺酸根离子[C₃H₇SO₃]^-)间的相互作用,获得稳定超分子几何结构及相互作用能。层板主体与客体间存在较强的超分子作用,包括主客体间静电作用和氢键等。主、客体间相互作用能数值大小顺序为CO₃^2- > SO₄^2- > F^-> Cl^-> NO₃^-;[p-(CH₃)₂N(C₆H₄)COO]^-> [(C₆H₅)COO]^-> [HO(C₆H₄)COO]^-和[C₁₂H₂₅SO₃]^-> [C₆H₁₃SO₃]^- > [C₃H₇SO₃]^-。另外,还采用自然键轨道(NBO)计算和分析了LDHs 层板与阴离子间作用机理,从二阶微扰理论计算得到的稳定化能变化趋势与相互作用能数据基本吻合。     

含有酰胺基或酯基的可降解阳离子Gemini表面活性剂在水溶液中的聚集行为

In the last thirty years, Gemini surfactants with various structures have been designed, synthesized, and demonstrated to show superior physicochemical properties. However, the utilization of non-degradable surfactants, including these Gemini surfactants, poses a threat to the environment; hence, degradable Gemini surfactants are desirable. Herein, biodegradable cationic Gemini surfactants with amide or ester groups in the hydrophobic chains or the spacer were synthesized. A monomeric surfactant containing an amide group and a Gemini surfactant with amide groups both in the hydrophobic chains and the spacer were synthesized for comparison. The effects of amide group location on the aggregation behavior of Gemini surfactants were studied systematically. The differences between the Gemini surfactants with amide groups and Gemini surfactants with ester groups were evaluated by comparing their aggregation behavior and hydrogen bonding formation. The Gemini surfactants with amide groups (C₁₂A-C_n-AC₁₂) in the chains showed much larger exothermic ΔH_mic and more negative ΔG_mic values than those of the corresponding monomeric surfactant C₁₂A; besides, their critical micelle concentration (cmc) was more than one order of magnitude lower than that of C₁₂A. The amide groups located in the hydrophobic alkyl chains promoted hydrogen bonding formation and self-assembly of the Gemini surfactants C₁₂A-C_n-AC₁₂. Moreover, ¹H NMR spectra revealed that the co-effect of a short spacer and hydrogen bonding leads to slow exchange of the C₁₂A-C₂-AC₁₂ molecules between the monomer and the aggregate. For the Gemini surfactant series C₁₂-AC_nA-C₁₂, the amide groups notably increased the spacer length, and largest cmc value and smallest exothermic ΔH_mic value were observed for C₁₂-AC₂A-C₁₂ instead of C₁₂-AC₆A-C₁₂. In C₁₂-AC₁₂A-C₁₂, the spacer was long and sufficiently flexible to adopt a "U"-shaped conformation above the cmc, and it acted as the hydrophobic part of the surfactant, as confirmed by ¹H NMR spectra. Among the Gemini surfactant with amide groups in both the spacer and the hydrophobic alkyl chains, C₁₂A-AC₆A-AC₁₂ had a smaller cmc and I₁/I₃ ratio as well as more exothermic ΔH_mic values than those of C₁₂A-C₆-AC₁₂ and C₁₂-AC₆A-C₁₂. ¹H NMR spectra indicated that an ester-alcohol structural equilibrium exists during aggregation for the Gemini surfactants with ester groups. In addition, the Gemini surfactants with ester groups formed water-mediated hydrogen bonds in the aggregates. This water-mediated hydrogen bonding between ester groups was weaker than the direct hydrogen bonding between amide groups. Therefore, the Gemini surfactants with ester groups, C₁₂E-C₆-EC₁₂ and C₁₂-EC₆E-C₁₂, exhibited lower surface activity, a larger micelle ionization degree, higher micropolarity, and smaller exothermic ΔH_mic and less negative ΔG_mic values than their counterparts with amide groups, C₁₂A-C₆-AC₁₂ and C₁₂-AC₆A-C₁₂.     

Complex formations of silver(I) trifluoroacetate and trifluoromethanesulfonate with benzene and cyclohexene

An apparatus for measurements of equilibrium ligand vapor pressure has been applied in order to determine the stoichiometry of benzene and cyclohexene complexes of silver(I) trifluoroacetate (AgCF₃CO₂) and silver(I) trifluoromethanesulfonate (silver(I) triflate, AgCF₃SO₃) in the solid state. It has been found that the equilibrium leads the formation of such complexes as: (AgCF₃CO₂)₂(C₆H₆), (AgCF₃CO₂)₂(C₆H₁₀), (AgCF₃CO₂)₂(C₆H₁₀)₃, (AgCF₃SO₃)₂(C₆H₆), (AgCF₃SO₃)(C₆H₆), (AgCF₃SO₃)(C₆H₁₀) and (AgCF₃SO₃)(C₆H₁₀)₂. The temperature dependence of the gas-solid equilibrium ligand pressure has also been examined for these complexes, and the enthalpy and entropy changes according to the following complex dissociation reactions were estimated: (AgCF₃CO₂)L_m (s) AgCF₃CO₂ (s)+mL (g): and (AgCF₃SO₃)L_n (s) AgCF₃SO₃ (s)+nL (g), where L's are benzene and cyclohexene. On the basis of the thermodynamic data obtained, the effects of the counter anion as well as the ligand on the complex stability are discussed.     

Templated synthesis of mesolamellar n-alkylamine borophosphates

A family of lamellar mesostructured n-alkylamine borophosphates, denoted C n A-BPO (BPO stands for inorganic borophosphate layer; n = 9-15, the number of carbon atoms in the n-alkylamine chain) has been prepared hydrothermally at 160 degrees C by using neutral n-alkylamines as templates. Those C n A-BPO compounds were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric measurements, and differential thermal analysis (TG-DTA) as well as chemical analyses. Interestingly, these compounds may form a bilayer, a monolayer, or mixed state of bilayer and monolayer structures depending on the content of n-alkylamine. Linear relationships for both bilayer and monolayer compounds were observed between the interlayer distances and the numbers of carbon atoms in the n-alkylamine chain. The thickness of the inorganic layers, the arrangement of n-alkylamine in the interlayer space, and the composition of the compounds are proposed.     

正、负离子表面活性剂混合体系溶致液晶生成的相行为

研究了烷基(C8,C12,C14)三甲基溴化铵、烷基(C12,C14)溴化吡啶与烷基(C8,C12)硫酸钠混合体系溶致液晶形成的条件与结构的变化.在高浓度的水溶液中,随着正、负离子表面活性剂摩尔比接近于1,液晶结构由六角相过渡为层状相.表面活性剂非极性链长改变,对相行为影响显著,短碳链的正、负离子表面活性剂混合体系,在等摩尔比时,体系为层状液晶或立方液晶为主,夹杂少许沉淀.随碳链增长,两类表面活性剂间的静电吸引效果表现为生成沉淀的摩尔比例范围变宽,沉淀量增多,共存的液晶相减少,甚至消失.若只改变正离子的极性头基,季胺盐比吡啶盐与烷基硫酸盐的作用要强,形成不溶物的混合摩尔比例范围更宽.     

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.     

十烷基硫酸钠-全氟辛酸钠混合表面活性剂在四氯乙烯-水界面上的吸附及胶团形成

测定了在30℃、总离子强度为0.1m时不同比例混合的十烷基硫酸钠(C₁₀SN_a)-全氟辛酸钠(7CFNa)在四氯乙烯-水界面的界面张力,研究混合溶液的界面性质及胶团形成,结果表明:(1)7CFNa与C₁₀SNa在混合溶液中,基本上各自独立形成胶团;(2)混合表面活性剂在四氯乙烯-水界面上的吸附与在正庚烷-水界面上吸附规律相同;(3)测定C₁₀SNa、7CFNa在不同油-水界面上的界面张力,证实碳氟链与碳氯链之间具有“互憎性”。