阴离子Gemini表面活性剂和阳离子传统表面活性剂混合体系双水相中囊泡形貌的转变

通过电子显微镜观察了阴离子gemini表面活性剂C₁₁- p-PhCNa和阳离子传统表面活性剂DTAB混合体系双水相中囊泡形貌随体系组成和浓度的转变。结果表明,双水相较浓的一相中形成了多层囊泡,囊泡的大小和壁厚随相的组成和浓度而改变,两组分等电荷混合有利于形成较大且壁较厚的囊泡。分析表明, gemini表面活性剂在聚集体中采取的反式构象可能是其容易形成厚壁多层囊泡的重要原因,C₁₁- p-PhCNa联接链上的苯氧基与DTA⁺之间的p-阳离子相互作用以及两组分相反电性头基之间的静电吸引使囊泡壁的多层结构更加稳定。     

C9pPHCNa与C10TABr混合水溶液的表面吸附和胶团形成

羧酸盐Gemini表面活性剂C9pPHCNa与季铵盐表面活性剂十烷基三甲基溴化铵(C10TABr)混合水溶液的胶团生成能力、降低水表面张力的能力和效率均出现明显的增效. 当C9pPHCNa在溶液中的摩尔分数(α1)为0.33时，cmcT(临界胶团总浓度)、γcmc(临界胶团总浓度对应的表面张力)、c20,T(降低20 mN•m^-1水表面张力所需的表面活性剂总浓度)这3个指标均达到最低值，分别为0.60 mmol•L^-1、23.5 mN•m^-1和1.58×10^-5 mol•L^-1. 在所有考察的溶液比例范围内，二组分在混合胶团和表面吸附层中的组成均接近等摩尔比，表现出强烈的分子间相互作用.     

C12-2-En-C12•2Br与SDS混合水溶液的胶团化研究

与[C12H25N＋(CH3)2CH2]2•2Br－(简记为C12-2-C12•2Br)/ C12H25SO4Na(SDS)混合水溶液相比,随着联接链上乙氧基团(E)数目增加,[C12H25N＋(CH3)2]2C2H4(OC2H4)n•2Br－(简记为C12-2-En-C12•2Br, n=2,3)与SDS混合水溶液澄清区域明显增大. C12-2-E3-C12•2Br/SDS混合胶团化过程中二组分产生了协同效应,理论预测在澄清区域所能达到的最小临界胶团总浓度(cmcT,min)= 0.0339 mmol•L－1,对应的SDS在溶液体相中的摩尔分数(x2*)=0.447.当水溶液体相中SDS摩尔分数(x2)=0.5时,混合胶团总聚集数(NT)=36,混合胶团中SDS的摩尔分数(x2M)=0.43.     

有机反离子对C12-s-C12·2Br水溶液表面活性的影响

溶液中添加的苯磺酸钠(SNzS)和萘磺酸钠(SNphS)与C12-s-C12·2Br产生强烈结合, 增大了Gemini表面活性剂分子的疏水性, 明显促进其在气/液界面的吸附和在溶液中的聚集. 这使得体系降低水表面张力的效率和能力大大提高, 并且在表面活性剂浓度很低时就生成了小聚集体. 因而, 此时表面张力法测得的cmc仅具有表观上的意义, 只反映了表面活性剂在气/液界面达到饱和吸附时的临界浓度. SNphS的疏水性强于SNzS, 更有效地促进了C12-s-C12·2Br的吸附和聚集.     

最大泡压法研究C12-2-Ex-C12•2Br在气/液表面的吸附动力学

用最大泡压法考察季铵盐Gemini表面活性剂C₁₂-2-E_x-C₁₂?2Br (x＝1, 2, 3)在气/液表面吸附动力学行为, 研究表明增加表面活性剂体相浓度和温度将加快分子扩散速度, 因此提高了表面吸附的动力学效果. 增加联接链长度x减小了分子预聚集倾向, 溶液中的单分子浓度增加, 有利于初始扩散, 使γ_t降低. 接近饱和吸附时, 由于x较大的单元分子在表面层占据的截面积也较大, 降低了表面层甲基端基的覆盖度, 相对升高了介平衡表面张力. 与对应的同头基同碳原子数的十二烷基三甲基溴化铵(C₁₂TABr)比较, C₁₂-2-E₁-C₁₂?2Br分子更倾向于吸附在表面层上.     

最大泡压法研究C12-2-Ex-C12•2Br在气/液表面的吸附动力学

用最大泡压法考察季铵盐Gemini表面活性剂C₁₂-2-E_x-C₁₂?2Br (x＝1, 2, 3)在气/液表面吸附动力学行为, 研究表明增加表面活性剂体相浓度和温度将加快分子扩散速度, 因此提高了表面吸附的动力学效果. 增加联接链长度x减小了分子预聚集倾向, 溶液中的单分子浓度增加, 有利于初始扩散, 使γ_t降低. 接近饱和吸附时, 由于x较大的单元分子在表面层占据的截面积也较大, 降低了表面层甲基端基的覆盖度, 相对升高了介平衡表面张力. 与对应的同头基同碳原子数的十二烷基三甲基溴化铵(C₁₂TABr)比较, C₁₂-2-E₁-C₁₂?2Br分子更倾向于吸附在表面层上.     

疏水相互作用引起Gemini表面活性剂柔性联接链的弯曲

为了理解gemini表面活性剂柔性烷基联接链在自组织过程中的特殊作用,我们合成了三种gemini表面活性剂烷基-a,w-二（二-十二烷基甲基溴化铵）（记为2C12-s-2C12×2Br (s=3, 6, 8)）。2C12-s-2C12×2Br在水表面构成铺展膜后,由于每个分子带有4根烷烃链,它们形成了稠密的烷烃尾链层。增强的烷烃尾链与联接链间的疏水相互作用促使联接链弯曲朝向空气一端,可发生弯曲的联接链长度要小于吸附在水溶液表面上的gemini表面活性剂C12-s-C12×2Br,后者每个分子只有2根烷烃链。由此可见,增强的烷烃尾链与联接链间的疏水相互作用可以有效地促进联接链的弯曲。     

Ni-Al_2O_3太阳光热转换吸收薄膜的制备

考察了铝基底表面处理、烧结温度、膜厚度对Ni-Al2O3复合薄膜光吸收性能的影响。结果发现,针对所制备的溶胶,以机械抛光加H3PO4-CrO3溶液处理铝表面,600℃烧结温度以及相对高的溶胶浓度(0.8mol/L且固定镍摩尔分数为80%)可以获得高吸收率的太阳光热转换吸收薄膜。     

含对苯氧基联接链的羧酸盐Gemini表面活性剂合成及胶团化特性

合成了含对苯氧基联接链的羧酸盐Gemini表面活性剂,研究了其胶团化特性.结果表明,该羧酸盐Gemini表面活性剂具有很低的cmc值,给出了cmc-T(温度)以及lncmc-(m+1)(烷烃链长)的回归方程.计算了胶团化的热力学函数变化,证实胶团化过程来自熵驱动,并表现出焓/熵补偿现象,在所考察的系列中,以(m+1)=11的胶团最为稳定.     

两种联接链的季铵盐Gemini表面活性剂水溶液流变行为

季铵盐Gemini表面活性剂C12-s-C12•2Br(s=2)水溶液在25 ℃,3～9 mmol•kg－1和10～40 mmol•kg－1两个浓度范围区受剪切速率γ影响不同,前者在γ=0～1875 s－1内均为牛顿型,后者在各自临界剪切速率γ*之后由牛顿型转变为膨胀型,且零剪切粘度η0随浓度c急剧增大,这是由于溶液中的线状胶团相互缠绕所致.当在联接链中增加乙氧基（C12-s-En-C12•2Br, s=2, n=1、2、3）,由于单元分子几何形状发生明显变化,只生成球状胶团,使其在c=3～120 mmol•kg－1和γ=0～1 875 s－1范围内始终表现为牛顿型,η0仅随c和γ略为增大.降低温度有利于剪切力诱导流型转变,但若在一段温度范围内溶液始终保持牛顿型,温度对η0影响很小.