动态光散射研究盐对Gemini表面活性剂网状聚集体的影响

以动态光散射为主要手段研究了盐对羧酸盐Gemini表面活性剂O,O′-双(2-月桂酸钠)-p-二苯氧(记为C12φ2C12)自组织的影响.结果表明盐的加入很容易使C12φ2C12的网状聚集体转变为小(流体力学半径Rh,app约几纳米)和大(Rh,app100 nm)两种尺寸共存的聚集体,1,6-二苯基-1,3,5-己三烯(DPH)探针增溶实验证实小尺寸聚集体为核-壳结构的似球胶束,流变学测量说明大尺寸聚集体可能已经是线型的核-壳胶束.这种行为被归结为初始的网状聚集体不稳定,添加的反离子与C12φ2C12头基结合破坏了网状结构的亲水亲油平衡,促使了它们的转变.盐效应规律表现为MgCl2NaCl、Bu4NBrMe4NBrEt4NBrPr4NBr,这里Bu4NBr不遵循上述静电力顺序的原因是它提供了携带的丁基与C12φ2C12烷烃链疏水相互作用的附加力.     

经由MOFs煅烧制得多孔Fe2O3表面修饰十二烷基磺酸钠:一种高活性且易回收的燃油脱氮光催化剂（英文）

化石燃料燃烧的排放物是目前最严重的环境污染源,其中含氮有机物燃烧产生的NOx等是污染大气和形成雾霾的主要污染物.伴随石油存量的不断减少、重质石油的更多利用以及机动车的大规模增加,由此引起的污染问题日趋严重,因此发展高效的燃油脱氮技术对保护环境意义重大.光催化氧化是近几十年发展起来的新型高级氧化还原技术,由于其可以利用太阳光且在室温下进行,成本低易于进行,是一类理想的燃油脱氮技术.在众多光催化材料中,α-Fe2O3无毒、廉价且具有合适的带隙(2.3 eV),是目前公认较好的光催化材料.然而,在光催化过程中α-Fe2O3较快的电子-空穴复合速度以及过低的比表面积极大降低了其效率.通常,选择性地设计高比表面的多孔半导体金属氧化物被认为是一种简单且实效的提高光催化反应效率的方法.近年来,以金属有机框架结构(MOFs)为硬模板制备多孔金属氧化物的方法逐渐获得了科学家们的关注,这主要得益于热稳定性差的MOFs本身可以通过调控金属离子以及配体种类从而实现原位均匀的调节和修饰半导体金属氧化物,而且可以作为获得多孔性材料的基底.本文通过水热法合成了一种典型的MOFs即MIL-100(Fe).利用MIL-100(Fe)材料自身多孔性及热不稳定性,采用自模板法煅烧制备成多孔Fe2O3.制得的多孔Fe2O3亲油性较差,进行模拟燃油脱氮光催化反应时相互之间容易聚集成团,无法均匀分散于燃油体系中,导致光催化脱氮效率较低.因此,若能对所得多孔Fe2O3进行表面修饰使其亲油性增强并可均匀分散于于燃油体系中,无疑将促进底物的吸附,从而提高光催化燃油脱氮效果.Fe2O3表面带有正电荷,因此我们巧妙地选用一种阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)作为修饰剂,采用简单的静电自组装方法制备了SDS/Fe2O3光催化剂.选用吡啶脱氮作为探针反应,考察了SDS/Fe2O3复合光催化剂的可见光光催化性能.结果表明,与未使用修饰剂的Fe2O3相比,SDS/Fe2O3中长链烷基的存在使其表面亲油性增强,能够在模拟燃油溶液中更加均匀地分散进而提高了脱氮效率.其中煅烧温度为450 C且修饰0.25%SDS的样品活性最佳,可见光(λ≥420 nm)照射240 min后吡啶的脱氮率接近100%.     

NaBr对杂双子表面活性剂C_mOhpNC_8水溶液吸附和聚集的影响

以表面张力和荧光探针技术研究了NaBr对杂双子表面活性剂CmOhpNC8(m:10,14,16)水溶液性质的影响。结果表明,NaBr强烈促进了CmOhpNC8在气/液界面上的吸附和在水相中的聚集,其中c20在cNaBr≥10mmol/L时降到极低的微摩尔/升数量级,显示了相当高的降低水表面张力效率。在NaBr促进下,水溶液中CmOhpNC8表现出强烈的预胶团化行为。这些均是对应的2种单头基单烷烃链表面活性剂简单1:1混合所无法实现的,显示了在头基处引入短联接链形成杂双子结构的表面活性优势以及对盐效应的敏感性。     

阴离子蠕虫胶束

本文从分析蠕虫胶束形成的分子几何条件和自由能驱动因素入手,总结了传统阴离子表面活性剂蠕虫胶束的形成和性质,指出制约其构筑和产生优良黏弹性的原因。在此基础上,介绍了Gemini表面活性剂构筑蠕虫胶束的分子结构优势,以及由此构筑阴离子蠕虫胶束的研究进展,尤其是长刚性联接链Gemini表面活性剂形成的蠕虫胶束。最后特别指出,基于新颖分子结构优势,Gemini表面活性剂可望成为蠕虫胶束构筑的主要分子对象。     

一个高粘弹的阴离子蠕虫胶束体系

以频率扫描和稳态剪切实验研究了140 mmol·L^-1羧酸盐gemini 表面活性剂(C₁₄Φ₂C₁₄)在100 mmol·L^-1 NaBr 条件下溶液的流变行为. 在低剪切频率时, 溶液呈现出具有单一松弛时间特性的Maxwell 流体行为.通过活的高分子模型(living polymer model)分析,C₁₄Φ₂C₁₄体系在25℃ 时形成了很长的蠕虫胶束(3.6-6.8μm). 冷冻透射电镜也观察到蠕虫胶束的形成. 这些胶束相互缠绕, 形成了很黏稠的溶液(零剪切粘度高达1.10×10⁴ Pa·s), 外观呈现胶状. 随着温度升高至70℃, 体系的相对粘度仍旧保持很高(1.8×10⁴), 这在阴离子表面活性剂蠕虫胶束溶液中是很少见的. 体系的流动活化能(E_a)约为(141±5) kJ·mol^-1. 利用动态光散射测定了C₁₄Φ₂C₁₄聚集体的尺寸分布, 证实了这个表面活性剂在5-10 mmol·L^-1的低浓度时生成了约100 nm的大聚集体, 这些大聚集体随着表面活性剂浓度的增加很容易转化成棒状直至蠕虫胶束.