稳态荧光探针法测定Tween系列非离子表面活性剂临界胶束浓度

以芘为荧光探针,测定了不同条件下的Tween系列表面活性剂增溶芘后的稳态荧光光谱,建立了Tween非离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)的测试方法,研究了影响非离子表面活性剂临界胶束浓度的因素。根据I338/I333与Tween浓度的变化关系,可得到Tween20、40、60、80的临界胶束浓度分别为5.1×10-5、3.7×10-5、3.1×10-5、8×10-6mol/L。结果表明,同系列的非离子表面活性剂的分子结构对其临界胶束浓度有一定影响。同时,制备温度和外部添加的试剂如无机盐、乙醇、丙三醇均影响其临界胶束浓度。     

硫酸钠溶液中方解石表面油膜脱附机理研究

摘要：本文重点研究油湿型方解石表面形成的过程和方解石表面油膜在SO42-作用下脱附的过程,从分子尺度探究油膜形成机理和SO42-作用机理。首先,为模拟碳酸盐岩储层实际而建立油湿型碳酸盐岩表面。范德华力和静电作用下油分子运动到方解石表面形成双层结构的油膜,方解石由水湿变为油湿。结果表明,与第二层相比,第一层排列更有序,结构更稳定,对储层润湿性影响更大。而后,研究方解石表面油膜在SO42-作用下脱附的过程和作用机理。方解石表面油膜的脱附可以分为两步：静电作用下水通道的形成;氢键作用下水膜的形成。最终,方解石表面由油湿变为水湿。研究表明：SO42-参与了方解石表面油膜脱附过程中重要的静电力作用和氢键作用,加速了水通道和水膜的形成,加速了方解石表面油膜的脱附,对储层润湿性影响较大。     

反胶束内表面电荷密度／表面电势的近似解析式

用摄动法与线性化近似耦合迭代法求解非线性的Ｐｏｉｓｓｏｎ－Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程,获得了反胶束内表面电荷密度／表面电势的两个近似解析式,具有适用于混合,非对称电解质溶液的普遍情形的特点,与计算机精确的数值解进行对比表明,在通常反胶束内部双电层表面电势的情形下,两个近似解析式分别具有１．０％与５．０％的相对误差,从而构成了非线性ＰＢＥ在全区间上的部分近似解析解。     

单链和gemini表面活性剂的NMR研究

应用核磁共振技术,对几种典型的表面活性剂在水溶液中的聚集行为、结构特征、动力学特性和相互作用等进行了研究. 
利用1D ¹H NMR方法测得4-癸基萘磺酸钠（SDNS）在313 K温度时的临界胶束浓度（CMC）在0.82~0.92 mmol/L之间,与报道的298 K时的CMC范围相同. 弛豫时间和2D NOESY实验结果表明,与298 K时的SDNS胶束相比,313 K温度时,SDNS胶束中烷烃链排列得更紧密,其中与萘环相连的第一和第二个亚甲基参与了胶束紧密层的形成,更紧密地堆积在萘环之间. SDNS质子T₂值随温度的变化表明,在单体和胶束两种状态下,质子运动对温度的敏感性明显不同. 由自扩散系数分析得到,SDNS胶束的水合半径约为其单体水合半径的5.3倍. 而在十二烷基磺酸钠（SDSN）胶束中,由于静电排斥力的作用,在同样温度下SDSN的胶束紧密层排列比SDNS更疏松. 
NMR实验表明,在SDNS/Triton X-100 (TX-100)和SDNS/SDSN体系中形成了混合胶束. 在SDNS/TX-100混合胶束中,TX-100的苯环靠近SDNS的烷烃链,而它的聚烷氧链除与苯环相连的第一个乙氧基基团以外都被限制在SDNS的萘环附近. 在SDNS/SDSN混合胶束中,SDSN的磺酸基比SDNS分子更靠近胶束内部. 而SDNS的萘环将SDSN的磺酸基分隔开,在降低带负电荷的磺酸基极性头之间的静电排斥力中起到了积极的作用,有助于混合胶束的形成.
从自扩散系数、横向弛豫和质子距离等NMR测定参数推测,在浓度为0.26 mmol/L（318 K）的N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丙烷溴化铵(16-3-16)溶液中形成了近似球形的胶束,胶束表面的带正电荷的铵基极性头呈锯齿状排列以减弱分子间静电排斥力的影响. 弛豫时间测定表明,与N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丁烷溴化铵(16-4-16)相比,16-3-16在胶束表面的spacer链段更僵硬, 在胶束核区的烷烃侧链排列的更紧密. NMR共振峰的线形分析表明,16-3-16和16-4-16侧链末端的甲基在胶束中位于两个不同的位置.      

水分子在水化蒙脱石表面脱附行为的第一性原理研究

使用密度泛函理论计算研究了水分子在蒙脱石(MMT)表面的脱附作用.水分子在MMT表面的脱附受到配衡离子(Li~+,Na~+,或K~+),MMT表面和吸附水分子的共同作用.通过势能面扫描得到了脱附水分子在MMT表面脱附的能量路径.通过对脱附水分子能量路径的分析发现:水分子在MMT表面的脱附能垒受到配衡离子种类的影响,半径较小的配衡离子具有较大的脱附能垒.此外,吸附水的存在能降低脱附水分子的脱附能垒,使脱附过程容易触发.     

水分子在水化蒙脱石表面脱附行为的第一性原理研究

使用密度泛函理论计算研究了水分子在蒙脱石(MMT)表面的脱附作用．水分子在MMT 表面的脱附受到配衡离子(Li+,Na+,或K+),MMT表面和吸附水分子的共同作用．通过势能面扫描得到了脱附水分子在MMT表面脱附的能量路径．通过对脱附水分子能量路径的分析发现：水分子在MMT 表面的脱附能垒受到配衡离子种类的影响,半径较小的配衡离子具有较大的脱附能垒．此外,吸附水的存在能降低脱附水分子的脱附能垒,使脱附过程容易触发．     

表面活性剂及水溶性功能高分子的NMR研究

核磁共振（NMR）技术是研究表面活性剂在溶液中聚集状态的一种非常有用的工具,本文运用多种NMR技术研究了几种不同类型表面活性剂及水溶性功能高分子在水溶液中的聚集行为： 1. 季铵盐型双子表面活性剂16-4-16的聚集行为季铵盐型双子表面活性剂N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丁烷溴化铵(16-4-16)分子中联接基团及靠近离子头的质子位于胶束的壳层, 运动受到一定限制. 而距离离子头较远的烷烃链位于胶束的内部,运动相对自由. 与对应的单链表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)相比,16-4-16形成的胶束堆积更为紧密. 通过NOESY谱中交叉峰强度的定量计算,认为16-4-16在胶束中分子以上下交错排列的方式形成球形聚集体.  2. 脱氧胆酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的相互作用在脱氧胆酸钠(NaDC)溶液中,NaDC质子H3与其他质子不同,其横向弛豫时间(T₂)表现为双指数衰减,表明此质子可能存在两种不同的状态. 实验证明,其它胆酸盐的H3的横向弛豫也呈现双指数衰减. 因此推测在胆酸盐的稀溶液中,3-OH质子和羰基氧之间有可能存在氢键作用,形成了头尾相连的分子对结构.  在NaDC和CTAB的混合溶液中,两者形成1∶1的混合胶束. 用NOESY和ROESY研究混合胶束的结构,显示CTAB的离子头位于NaDC的羧酸基团附近. 这可能是正负离子之间的静电性相互作用的结果.  3. 丙烯酰胺/丙烯酸模板共聚物的微结构研究了不同pH值条件下,丙烯酰胺和丙烯酸共聚物分子在水溶液中的聚集形态. 在酸性溶液中,分子内的氢键致使聚集体形成较为紧密的堆积,侧链的苯氧基团运动受阻;随着溶液pH值的增大,丙烯酸电离产生的阴离子使得分子间的静电斥力增大,分子链变得伸展,分子间的氢键作用导致了聚集体体积变大. 当溶液呈强碱性,丙烯酸完全电离,氢键作用力被破坏,分子呈现自由伸展的状态,侧链的苯氧基团运动相对自由.     

表面活性剂对HPTS荧光的单分子猝灭及胶束作用

研究了各种表面活性剂存在下,8-羟基-1,3,6-三磺酸芘钠盐(HPTS)的荧光光谱,结果表明、表面活性剂对其荧光特性的影响可分为两种类型:单分子猝灭(CMC以下)和胶束作用(CMC以上)。它们分别服从相应的Stern-Volmer稳态猝灭和溶质-胶束作用线性方程。按导出方程对应作图,求得CTMAB的单分子猝灭常数K=2.4×10~5L/mol;CTMAB胶束和TX100胶束对HPTS的键合常数分别为7.4×10~5L/mol和7.0×10~3L/mol。阴离子表而活性剂十二烷基硫酸钠,由于其电性与HPTS阴离子电性的不相容性,对HPTS荧光未见明显影响。     

NO在清洁和Cs覆盖的Ru(10-10)表面上吸附的热脱附谱

用热脱附谱等方法研究了ＮＯ分别在清洁和Ｃｓ覆盖的Ｒｕ（１０＾－１０）表面上的吸附。结果表明：存在两种ＮＯ分子吸附态（ａ１,ａ２）,脱附温度分别处于３２５℃和５５０℃附近。Ｃｓ的存在增加了Ｒｕ（１０＾－１０）表面上ａ２态的吸附位置,提高了该态的脱温度。Ｃｓ在Ｒｕ（１０＾－１０）表面的存在同时促进了吸附ＮＯ分子的分解。ＮＯ在Ｒｕ（１０＾－１０）表面上分解后形成吸附Ｏ原子和Ｎ原子。Ｎ原子复合以Ｎ２在约５     

GH39不锈钢和LFM铝的热脱附

本文用线性升温热脱附法研究GH39不锈钢及LFM铝的脱附现象。得到它们的主要脱附气体的脱附速率的温度特性,即热脱附谱,脱附反应级数和脱附激活能。可为聚变装置真空室的选材和清洗提供参考。     

利用1H NMR探究混合离子型/非离子型表面活性剂临界胶束浓度降低的实质

利用¹H NMR技术研究了离子/非离子表面活性剂形成的二元混合体系,结果显示表面活性剂的混合导致各组分的临界胶束浓度（CMC）均比各自纯溶液有所降低,用吸附平衡理论清楚地解释了这个现象.通过定量分析,发现不同的表面活性剂混合使得其组分CMC降低的程度各异,可以理解为它们吸附于界面单分子吸附层上的分子之间相互作用的不同（相吸或相斥）引起的.由此揭示了"协同效应"的实质,可以为选择适当的表面活性剂类型和混合比例以达到预期的性能提供有力的参考.     

双子表面活性剂的NMR研究现状与展望

双子表面活性剂是一类新型的表面活性剂, 其分子由化学键通过联接基团将两个单链表面活性剂的离子头联接构成. 由于其结构的特殊性, 使其具有特殊的性质, 如高表面活性, 特殊的聚集形态等. 多年来的研究结果表明, 联接基团的结构和长度对双子表面活性剂的活性影响最大. 与其它研究手段相比, NMR在从分子水平上研究双子表面活性剂溶液中胶束的形成以及自聚集状态, 有着独特的优势.     

表面活性剂单体引起的细胞膜失稳

表面活性剂常用于细胞裂解、脂质体外排与膜组分搜集等.但在临界成胶束浓度以下,它如何以单体状态与生物膜作用的机制与调控仍存在很多疑问.本文研究了表面活性剂带电性对膜失稳的影响.石英电子微天平检测发现非离子型Triton X-100产生了最显著的磷脂膜结构三维再组装.荧光显微观测表明膜表面生成了非稳的出芽微泡,在机械扰动下可发生解离.该表面活性剂溶液环境中的体外细胞也出现了活力丧失.但是,离子型CTAB与SDS却无法触发相似的膜失稳与细胞失活效应.分析认为,由于不存在后两者体系中的单体间静电排斥, Triton X-100更易高效地插入生物膜,从而诱导膜结构再组装.研究深化了表面活性剂与生物膜作用机制的理解,对表面活性剂在生物医药、膜组分萃取等领域的深化应用提供了指导与帮助.     

表面活性剂SDS/TX-100混合体系的NMR研究

用NMR测量了不同比例的SDS/TX-100混合溶液中质子化学位移,结合表面活性剂溶液的两态交换模型,分析了质子化学位移随浓度的变化趋势, 求出了不同比例混合溶液中两种表面活性剂各自的临界胶束浓度及混合胶束的临界胶束浓度. 依据理想混合溶液理论,预测了混合胶束的临界胶束浓度,计算了溶液中SDS与TX-100之间的相互作用参数和SDS在混合胶束中的摩尔分数. 根据所得参数讨论了混合胶束的形成过程. 利用文中和文献中混合体系的实验数据验证了协同作用理论改进前后的适用性,表明改进后的协同作用理论完善一些.     

微波合成新型三联阳离子表面活性剂及其性能测定

以溴代十二烷和五甲基二乙烯三胺为原料,用微波辐射合成了新型三联季铵盐阳离子表面活性剂,探索了合成低聚表面活性剂的新途径,结果表明:最佳工艺条件为在98℃下,以正丙醇为溶剂,叔胺与溴代十二烷的mol比为2:5;反应8min结束.并对产物进行了化学分析、核磁共振氢谱、红外光谱表征,测定了产物水溶液的CMC值为0.06mmol/L及最低表面张力为38.4mN/m.     

十二胺聚甘油醚表面活性剂的合成及光谱表征

十二胺与缩水甘油在碱催化下合成了不同聚合度的十二胺聚甘油醚表面活性剂,并以FTIR、ESI-MS、13CNMR进行了合成产品的光谱表征。用吊环法测定了该表面活性剂水溶液在25℃时的表面张力,考察了不同聚合度对其表面性质的影响。结果表明,十二胺二聚甘油醚、四聚甘油醚、六聚甘油醚水溶液的临界胶束浓度CMC（mmol/L）分别为0.32、0.055和0.20,先减小而后增大;最低表面张力γCMC（mN/m）分别为28.46、29.41和34.02,逐渐增大。     

高功率红宝石激光脱附的铜团簇离子的速率和能量分布

用飞行时间质谱仪测量了铜阳离子团簇Ｃｕ＋的能量。团簇Ｃｕ＋ｎ（ｎ≤５）用高功率脉冲红宝石激光从铜样品上脱附。用两次质谱法测定了主铜离子团簇Ｃｕ＋的速度分布与相应的能量分布，发现它的最可几速率和最可几能量分别为１０ｋｍ／ｓ和３３ｅＶ。结果还表明，它的动能分布在一个很宽的范围内（０－１５０ｅＶ）。对离子产生机理进行的探讨表明，在激光和固体的这种相互作用时，固—气两相处在非平衡态中。