激发光谱法定量SDBS与HPAM二元复配体系

采用β-环糊精诱导十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/聚丙烯酰胺(HPAM)复配体系,通过产生的激发光谱信号检测该复配体系中SDBS和HPAM的含量。考察了β-环糊精对SDBS与HPAM的诱导作用、SDBS与HPAM之间的干扰影响、溴水氧化HPAM时间、甲酸钠还原溴水时间等因素对二元复配体系定量的影响。结果表明,SDBS的最大诱导吸收波长为225 nm,溴水氧化HPAM的最佳时间为10 min,甲酸钠还原过量溴水的最佳时间为5～10 min。在水溶液体系中β-环糊精兼具显著提高复配体系中SDBS和HPAM的检测精度和定量抗干扰的作用,该方法的定量误差在2.0%以内。     

新型磺酸盐型Gemini表面活性剂的合成及其与聚合物相互作用

以溴代正烷烃、乙二胺、1,3-丙磺内酯合成了一系列新型磺酸盐型Gemini表面活性剂(SGS-8、SGS-10、SGS-12、SGS-14);采用IR、1H NMR及元素分析等手段对合成产物进行结构表征,并研究了其表面活性,采用等温滴定微量热技术、表面张力法和稳态荧光光谱法研究了SGS-12与聚丙烯酰胺(PAM)的相互作用规律及热力学参数。结果表明,合成的产物纯度较高,具有较低的cmc值和较好的表面活性;SGS-12/PAM混合体系的表面张力曲线和芘探针在体系中微极性的变化表明,二者发生相互作用且形成混合胶束;SGS-12与PAM结合是一个由焓驱动的自发过程,△H和△S均小于0,表明相互作用力以氢键和范德华力为主,合成产物在聚丙烯酰胺分子上的平均结合数为287。     

两性孪联表面活性剂的合成及溶液性质

用C10～C16脂肪醇与2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷低温反应生成环状磷酸酯的中间产物,再用N,N-二甲基十二胺在亲核溶剂中65℃下开环反应合成了4种含N 和磷酸根阴离子的两性孪联表面活性剂C10-C12、C12-C12、C14-C12和C16-C12,其质量收率分别为32%、54%、18%和28%。产物的结构通过1HNMR和元素组成分析,表明两性离子表面活性剂C、H、O、N的分析值与理论计算值偏差不超过0.3%。四种表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)在0.0072~0.0125mmol/L之间,临界胶束浓度时表面张力(γcmc)依次为23.90、25.61、27.68和36.08mN/m。其中,C10-C12、C12-C12和C14-C12有较好的界面活性,加入盐可以使表面活性剂与烷烃间的界面张力下降,但下降程度有限,不能达到超低界面张力(10-3mN/m)。     

HP-β-CD降低胶束化作用对十二烷基苯磺酸钠与甜菜碱复配体系检测光谱的干扰

为克服十二烷基苯磺酸钠与甜菜碱之间的胶束化作用及相互协同作用对二者定量分析产生的干扰,按十二烷基苯磺酸钠的摩尔计量比加入1∶1的羟丙基-β-环糊精,分别采用同步荧光光谱法及"化学-光谱"分析法检测复配体系中二者含量.结果表明:十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度值随甜菜碱浓度的增加而降低,当甜菜碱的浓度增加到1.0、2.0及3.0mmol/L时,十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度由1.256mmol/L分别降低至1.121、0.989及0.684mmol/L;甜菜碱还能对低浓度十二烷基苯磺酸钠溶液(浓度低于临界胶束浓度)的同步荧光强度产生明显影响.另一方面,十二烷基苯磺酸钠对"化学-光谱"分析法检测甜菜碱也能产生明显干扰.加入羟丙基-β-环糊精后,能显著降低十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱之间的相互干扰,复配体系中十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱的回收率分别由79.7%~107.5%及119.7%~159.6%改变至101.5%~102.5%和101.5%~103.0%.     

HP-β-CD消除SDS对SDBS同步荧光光谱的影响

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与十二烷基苯磺酸钠(SDS)之间的相互作用,能对SDBS的检测产生明显干扰。实验结果表明,在水溶液中SDS不仅可以增大SDBS的同步荧光强度,还能显著降低SDBS的表观临界胶束浓度。按SDBS的摩尔计量比加入1∶1的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD),可以消除SDS对SDBS的同步荧光强度的干扰。相比于形成胶束,在SDS/SDBS水溶液中,SDBS单体优先选择与HP-β-CD形成量比1∶1的包结物。当水溶液中HP-β-CD的浓度由0增加至0.900 mmol·L~(-1)时,复配体系中SDBS形成胶束的标准摩尔吉布斯函变ΔγGθm由-39.681 k J·mol-1增加至-37.580 k J·mol~(-1)。加入适量HP-β-CD后,能够准确检测SDS/SDBS水溶液中SDBS的含量(临盘采油厂T5站地层水样),方法的回收率为101.0%~101.6%。FT-IR及1H-NMR分析表明,SDBS分子进入HP-β-CD分子内腔的大口径端并形成量比1∶1的包结物,是消除SDS对SDBS检测干扰的根本原因。     

β-环糊精诱导SDBS激发光谱法定量及机理研究

采用β-环糊精诱导SDBS产生显著增强的激发光谱信号,通过激发的光谱信号与SDBS含量的对应关系定量存在较强干扰作用时的SDBS水溶液。研究结果表明,β-环糊精具有显著提高SDBS的检测范围和检测精度的作用,同时具有显著降低三采复配驱油剂中SDS、OP-10及HPAM等常用组分对SDBS定量产生的干扰影响。该方法的定量误差在2.0%以下,检测精度可达10-2～10-3 mg·L-1。在水溶液体系中,β-环糊精可自发与SDBS形成摩尔比为1：1型包结物,该包结物的吉布斯函变Δ_γGmΘ(298 K)为-11.064 kJ·mol-1,稳定常数K_a为87。结合FTIR分析推测出SDBS分子中苯环基团进入β-环糊精空腔内部形成稳定的包结物,是其产生激发光谱的根本原因。     

多级孔道钛硅分子筛HTS-1的制备、表征及其氧化脱硫性能

以吐温40（T-40）为碳源,通过两步溶胶-凝胶法制得SiO₂/T-40干凝胶;干凝胶经温和炭化处理制得C-SiO₂复合物;以C-SiO₂复合物为介孔模板和硅源,四丙基氢氧化铵（TPAOH）为微孔模板,钛酸四丁酯为钛源,成功制备出多级孔道钛硅分子筛（HTS-1）,其结构和性能经FT-IR、 XRD、 UV-Vis、 SEM、 ICP-OES和N₂吸附-脱附表征。结果表明：HTS-1具有有序的微孔结构,以及相互连接的介孔以及大孔结构,且其介孔/大孔尺寸可通过T-40的加量调节;HTS-1在大分子有机硫化物的选择氧化反应中,表现出较高的催化活性。      

β-CD降低强干扰体系中HABS的紫外光谱干扰及检测机理

通过在重烷基苯磺酸盐类表面活性剂(HABS)的水溶液中加入摩尔比为1∶1的β-环糊精,利用的紫外吸收光谱检测存在强干扰影响时的HABS含量。结果表明,β-环糊精具有明显降低三采复配驱油剂中十六烷基磺酸钠(SAS)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)及聚丙烯酰胺(HPAM)等常用组分对HABS定量产生的干扰影响,能显著降低HABS的检测误差至2.0%以内,该方法的检出限(S/N=3)为8.3～9.1×10-4 mg·L-1。通过1H-NMR,TG-DSC及FT-IR表征研究了HABS分子与β-环糊精分子之间的相互作用。1H-NMR结果表明了HABS分子已进入了β-环糊精分子的内部空腔;TG-DSC结果表明没有自由态的HABS存在,HABS分子与β-环糊精分子已形成了包结物;FT-IR的表征结果显示了HABS分子与β-环糊精分子之间的官能团作用。结合这些表征结果推测出HABS分子可以沿着β-环糊精的内腔径向大、小口径端2个方向进入β-环糊精的内腔并形成了稳定的包结物。包结物中HABS与β-环糊精之间的相互作用是β-环糊精降低强干扰体系中HABS紫外光谱干扰的主要原因。     

HP-β-CD降低油田地层水中SDBS胶束对其检测光谱的干扰

采用同步荧光光谱法测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在不同浓度的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)水溶液中的临界胶束浓度(cmc)。结果表明,同步荧光光谱法在扫描的波长差Δλ为25 nm 时,HP-β-CD不仅具有增强SDBS荧光强度的作用,同时还具有增加SDBS临界胶束浓度的特性。SDBS在水溶液中的标准摩尔吉布斯函变Δ_γGΘ_m随HP-β-CD浓度的增加而增大,表明了在水溶液中,相比于形成胶束,SDBS单体更容易与HP-β-CD形成包结物。SDBS与HP-β-CD包结物的job’s曲线表明了在水溶液中SDBS与HP-β-CD按摩尔计量比1∶1进行包结。按摩尔计量比1∶1加入HP-β-CD后,SDBS胶束对其检测光谱的干扰可显著降低,该定量标准曲线适用于检测临盘采油厂T5-X15和T9-X4两种水样中SDBS的含量(包括浓度大于cmc时),方法的回收率在100.5% ～101.2%之间。红外光谱及核磁共振氢谱分析结果表明包结物结构中SDBS分子的苯环基团位于HP-β-CD分子的大口径端。