有机电解质在胶束催化聚苯乙烯氯甲基化反应中的作用

在实施聚苯乙烯氯甲基化反应的胶束催化体系中加入四丁基溴化铵 ((Bu)₄NBr, TBAB), 研究了有机电解质TBAB对胶束催化反应的影响规律. 实验结果表明, 在非离子表面活性剂NP-10及阴离子表面活性剂SDS的胶束催化体系中, TBAB的加入使聚苯乙烯氯甲基化反应的速率明显增大, 前者尤为突出；而在阳离子表面活性剂CTAB的胶束催化体系中, TBAB的加入几乎对反应速率无促进作用. 这种结果一方面归因于加入电解质TBAB会降低SDS的临界胶束浓度, 从而增强对聚苯乙烯四氯化碳溶液的增溶能力；更主要的原因是TBAB的丁基与表面活性剂碳氢链间的疏水相互作用会使季铵离子(Bu)₄N⁺嵌入SDS的胶束之中, 结合到NP-10的胶束表面, 使SDS胶束的阴离子头基对亲核取代反应(控制步骤)的禁阻作用得以减缓, 使NP-10的胶束表面携带了正电荷, 显著促进亲核取代反应的进行, 而对于CTAB的胶束, 由于静电排斥作用, 季铵离子(Bu)₄N⁺不能接近CTAB的胶束, 故TBAB的加入对聚苯乙烯氯甲基化反应不产生作用.     

表面活性剂胶束化物理化学性质研究

通过电导法考查温度和盐浓度对十二烷基硫酸钠(SDS)临界胶束浓度(CMC)的影响,研究表面活性剂形成胶束过程的物理化学性质。根据拟相分离模型求得胶束化热力学函数,并讨论体系电导活化能随温度和SDS浓度变化关系。结果表明:SDS的CMC随温度升高而增加,随氯化钠浓度增大而减小。在热力学上SDS在水溶液中形成胶束是一个自发、放热、熵增的过程;在动力学上,SDS溶液电导率与温度关系符合Arrhenius公式,通过电导活化能信息可揭示离子型表面活性剂形成胶束的机理特征。     

SDS胶束溶液中Ni（Ⅱ）与三联吡啶形成络合物的动力学

近年来,胶束体系中无机反应动力学的研究逐渐增多,已有工作中较多且较有系统地研究的是金属离子与配体形成络合物的反应.我们在前文中曾报导过SDS胶束体系中Ni(Ⅱ)与偶氮染料及Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)与联吡啶络合物形成的反应动力学.本文考察了三联吡啶与Ni(Ⅱ)在水溶液中反应的动力学及SDS胶束存在的影响.三联吡啶是一中性三啮配体,水溶液中Ni(Ⅱ)-Terpy反应的动力学已有研究,这些研究表明,此络合反应遵从Eigen-Wilkins机理.     

(CTAB+BY)体系水溶液的光谱研究

用UV-Vis和共振Raman光谱,研究了阳离表面活性剂溴化二六烷基三甲胺(CTAB)和对阴离子染料亮黄(BY)混合体系在水溶液中的胶束化过程,结果表明,难溶盐的形成诱导了该体系胶束的提前形成,形成的胶束使BY由酸式结构转变为碱式结构,进一步研究水溶液和胶束溶液中BY的酸碱平衡过程,发现胶束表面使BY的表观解离常数增加了两个数量级,而在胶束水溶液中,随着电解质浓度的增加,BY的表观解离常数下降,由此说明BY处于胶束的扩散层中,并导致BY结构发生变化.     

Ni(Ⅱ)与吡啶偶氮染料络合物形成的胶束催化

本文用停止流动法研究了水溶液中十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,缩写SDS)胶束对Ni(Ⅱ)与吡啶偶氮染料(5-Bromopyridylazo diethylaminophenol and 3.5-dibromopyridylazo diethylaminophenol缩写为5-BrPADAP和3,5-2BrPADAP)络合物形成的动力学和胶束催化效应。动力学分析表明,胶束对于金属—配体络合物形成的催化作用主要是由于反应物在胶束表面区域的浓集效应;胶束的微环境既没有改变此络合反应的活化能,也没有改变反应途径。应用假相模型和的胶束催化概念,引入了配体有效反应浓度系数,从理论上定量地解释了SDS腔束对此络合反应的催化作用。     

胶束溶液中金属卟啉Fe(TEPyP)催化H2O2氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

合成了四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁（Fe(TEPyP)）,并用紫外-可见分光光度法研究了Fe(TEPyP)分别与表面活性剂LSS、CTAB和Brij35形成的金属胶束催化H2O2氧化2,4,6-三氯苯酚(TCP)反应的动力学,探讨了体系酸度、H2O2/催化剂摩尔比、温度对催化降解反应速率的影响,提出了催化氧化机理,建立了反应的动力学数学模型。研究结果表明：Fe(TEPyP)和胶束形成的金属胶束表现出过氧化物酶的催化氧化特性,其中阴离子表面活性剂LSS形成的金属胶束的催化作用最显著。     

二苯胺重氮盐,重氮树脂与表面活性剂的相互作用及基于重氮树脂的超薄感光膜的研究

重氮树脂(DR)是二苯胺-4-重氮盐(DDS)与甲醛的缩合产物,它是最重要的阴图胶印版的感光剂.DR和DDS的缺点是热稳定性差,特别是在水中.本论文第一部分内容是关于DDS和DR与表面活性剂相互作用的研究.研究结果表明:DR和DDS的热稳定性在阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中得到显著提高.原因是DDS和DR分子与SDS分子间的疏水相互作用和静电吸引作用使它们可以进入SDS的胶束相,同SDS分子共同形成混合胶束.所以DR和DDS在S DS水溶液中存在胶束相和水相的分配平衡.处于胶束相的DDS或DR,由于胶束的静电及极性效应使它们的重氮基得到保护.进入胶束相的DDS和DR的量越多,它们水溶液的热稳定性提高越显著.由于DDS和DR与SDS间较强的相互作用使SDS浓度(≈10-5mol/L)在远低于临界胶束浓度(8×10-3mol/L)时形成了混合预胶束,预胶束对DDS和DR同样具有保护作用.     

AOT/Triton X-100混合反胶束体系的导电性能

采用聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)和二(2-乙基己基)琥珀酸磺酸钠(AOT)双表面活性剂,与正己烷、正己醇和水构成混合反胶束体系;研究了表面活性剂质量比、助表面活性剂含量、水油体积比和温度等因素对反胶束体系导电性能的影响,同时采用循环伏安法研究了K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6在该体系中的电化学行为.结果表明:由两种表面活性剂构成的反胶束体系电导率σ明显大于单一表面活性剂反胶束体系电导率;体系电导率随AOT与TritonX-100的质量比w(w=mAOT∶mTritonX-100)的变化而变化,w为0-0.4时,电导率随w增大而线性增大,之后增加趋势变缓;w=0.96时,σ达到稳定值576μS·cm-1.混合体系电导率随溶水量的增大及温度的上升而提高;而增加助表面活性剂可显著降低体系的电导率.在所研究体系中,Fe(CN)36-/Fe(CN)46-电化学反应对的氧化还原峰电位几乎不随扫描速率变化,峰电位差约为75mV,峰电流的比值约为1,氧化峰电流与扫描速率的平方根成正比,说明K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6在混合反胶束体系中显示出良好的氧化还原可逆性,反应由扩散步骤控制.     

DMF/水溶液中TDBAC与咪唑型离子液体混合胶束的聚集行为及热力学性质

利用电导法研究了298.15 K时十四烷基二甲基苄基氯化铵(TDBAC)与咪唑型离子液体表面活性剂Cn mim Br(n=12,16)混合胶束性质,考察了极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)对TDBAC/C16mim Br混合体系胶束化的影响。结果表明,混合体系在水溶液和DMF水溶液中都存在协同效应。随DMF体积分数的增加,TDBAC/C16mim Br混合体系临界胶束浓度(cmc)增大,而反离子结合度减小。利用胶束理论模型计算了混合胶束的组成、相互作用参数和活度系数,以及胶束形成混合自由能、混合熵和超额自由能等热力学函数。随DMF体积分数增加,协同作用下降,胶束形成的自发性降低。水溶液中混合胶束形成是焓效应与熵效应共同作用的结果,而在20%DMF水溶液中,胶束形成是熵驱动。     

胶束溶液中四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁催化H_2O_2氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

合成了四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁[Fe(TEPyP)],并用紫外-可见分光光度法研究了Fe(TEPyP)分别与表面活性剂正月桂酸肌氨酸钠(LSS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚氧乙烯(23)十二烷基醚(Brij35)形成的金属胶束催化H2O2氧化2,4,6-三氯苯酚(TCP)反应的动力学,探讨了体系酸度、H2O2与催化剂的摩尔比以及温度对催化降解反应速率的影响,提出了催化氧化机理,建立了反应的动力学数学模型。结果表明,Fe(TEPyP)和胶束形成的金属胶束表现出过氧化物酶的催化氧化特性,其中阴离子表面活性剂LSS形成的金属胶束的催化作用最显著。     

吲哚方酸菁染料在表面活性剂水溶液中的光降解

考察了4种含有不同N位取代基的对称吲哚方酸菁染料在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和非离子表面活性剂曲拉通(TX-100)水溶液中的光降解行为,结果表明,表面活性剂对染料分子具有保护作用,其影响大小为CTAB>TX-100>SDS,分子中有羧基的染料受影响程度最大。在表面活性剂浓度较低时,染料光降解程度随着表面活性剂浓度的增加而增加,但形成胶束后,染料的光降解程度则随着表面活性剂浓度的升高而降低。     

胶束催化与胶束模拟酶研究

在生物休内进行的酶促反应和生物化学过程,许多是在非均质的环境中进行的。在这种环境体系中,既含有疏水相,又含有亲水相,与表面活性剂分子在水溶液中聚集而形成的胶束、膜及其他水相聚集体(Aqueous aggregates)     

无探针荧光光谱法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度

建立了无探针荧光光谱法测定表面活性剂临界胶束浓度(CMC)的新方法,测定了典型阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)在水溶液中的CMC,并与表面张力法和电导率法的测定结果进行了对比。结果表明,荧光光谱法样品用量少,测定的SDS的CMC与传统方法一致,说明采用无探针荧光光谱法能够测定一些物质的临界浓度。     

胶束催化2-氯乙基苯的氯甲基化

采用胶束催化,在油水两相体系中,进行了2-氯乙基苯的氯甲基化反应．通过比较阴离子、阳离子和非离子三种类型表面活性剂的催化效果,探索了2-氯乙基苯氯甲基化反应的机理及胶束催化的作用机理．研究结果表明,胶束催化是实现2-氯乙基苯氯甲基化的有效途径,且阳离子表面活性剂胶束催化的效果最为显著,阳离子表面活性剂的疏水链越长,其催化性能越好;在水相中加入无机电解质,能显著促进胶束催化作用．     

荧光探针法确定胶束的宏观结构参数

胶束是表面活性剂分子在溶液(水溶液或非水溶液)中簇集而成的。在表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)以上不太高的浓度范围内,胶束的结构被认为是球状的。水溶液中胶束的结构示于图1。近年来胶束在模拟酶、催化反     

金属胶束催化: 二氧环胺Ni(Ⅱ)配合物催化羧酸酯水解

 合成了单核二氧大环四胺镍(Ⅱ)配合物,对该配合物在不同胶束体系中催化对硝基苯基α-吡啶甲酸酯(PNPP)的水解进行了动力学研究,用三元复合物动力学模型处理得到了相关的动力学和热力学参数. 结果表明,该配合物对PNPP水解反应有显著的催化作用,配合物在两性离子表面活性剂正月桂酸肌氨酸钠(LSS)和非离子表面活性剂聚氧乙烯(23)十二烷基醚(Brij35)胶束溶液中对PNPP水解的催化活性高于在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)胶束溶液中的催化活性; 配合物的空间构型对反应速率有较大影响,具有四面体结构的配合物更有利于PNPP的水解.     

苄泽类非离子表面活性剂与离子型表面活性剂复配性质研究

通过测定苄泽类非离子型表面活性剂Brij58、Brij76、Brij78与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)复配体系的表面张力,研究了复配体系的形成胶束能力、降低表面张力效率、降低表面张力能力3种增效作用,并结合复配体系中表面活性剂分子间的相互作用参数进行了深入的讨论。研究结果表明,与阳离子表面活性剂复配时,Brij76/CTAB体系增效作用最强;与阴离子表面活性剂复配时,Brij58/SDS复配体系增效作用最强,而且苄泽类非离子型表面活性剂与阴离子表面活性剂复配增效作用更加显著。     

四-(4-羧基苯基)卟啉在SDS胶束体系中的光谱研究

本文采用紫外-可见光谱法,研究了四-(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)在阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)胶束中的光谱行为。结果表明,由于TCPP的诱导作用,使SDS临界胶束浓度(CMC)值降低了。体相pH值由中性变化到酸性,TCPP在SDS胶束溶液中伴随着明显的质子化现象及跨膜转移过程。     

全氟辛酸钠与十二烷基三甲基溴化铵混合胶束微环境性质的NMR,ESR研究

应用表面张力法、NMR法和ESR法研究了全氟辛酸钠(SPFO)-十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)混合体系水溶液胶束形成及混合胶束的微环境性质(微观粘度、微观极性等)。结果表明, 碳氟表面活性剂碳氟链和碳氢表面活性剂碳氢链之间具有强烈的相互作用, DTAB与SPFO在水溶液中形成混合胶束。DTAB与SPFO混合体系的表面活性高于单一的DTAB或SPFO, 混合体系cmc较单一的DTAB和SPFO低。DTAB与SPFO混合胶束的微观粘度较DTAB胶束的大, 而微观极性较DTAB的小。     

激光光散射和电子自旋共振技术研究十二烷基硫酸钠与聚乙烯吡咯烷酮的相互作用

应用动态激光光散射(DLS)和电子自旋共振(ESR)测定研究了单长链表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)相互作用.DLS测定结果表明:SDS在水中形成动力学半径约为61 nm的胶束聚集体,PVP在水中卷曲成动力学半径约为12 nm的线圈,DLS确定的SDS临界胶束浓度(cmc)为6.4×10^-3 mol·L^-1, PVP-SDS具有强的相互作用,PVP分子缠绕在SDS胶束聚集体的周围,屏蔽了SDS胶束聚集体表面碳氢基团与连续水相的接触;ESR结果表明:自由基探针5-doxyl stearic acid在SDS形成胶束聚集体后,从一个较强极性的连续相转变到较小极性的胶束聚集体内核中,胶束聚集体内核的微粘度较纯水的大,SDS与PVP复合聚集体的微观粘度较SDS胶束溶液的大,ESR确定SDS的cmc为6.8×10^-3 mol·L^-1.