Gemini表面活性剂C12-2-C12·2Br在气-液界面吸附动力学

吸附动力学;Gemini表面活性剂;扩散系数;吸附能垒     

Gemini表面活性剂C12-2-C12·2Br在气-液界面吸附动力学

用最大泡压法考察Gemini表面活性剂C12-2-C12·2Br在气-液界面吸附动力学。研究表明,随着表面活性剂浓度的增加,表面活性剂分子的扩散速率加快,其扩散系数D随之增大。与对应的单体表面活性剂DTAB比较,由于2种表面活性剂的结构差别引起C12-2-C12·2Br的疏水性比DTAB的强,导致前者的吸附扩散系数D比后者的大将近100倍。表面活性剂在气液界面吸附后期,属于扩散-动力学控制模型,有吸附能垒Ea存在,C12-2-C12·2Br与DTAB的吸附能垒分别为17．29和9、13kJ／mol。由于C12-2-C12·2Br在气液界面上的表面压和表面覆盖率以及分子的头基面积都大于DTAB,引起了前者在气液界面上的吸附能垒增大。     

光敏季铵盐Gemini表面活性剂a4-6-m在气/液界面的吸附

合成了3种不对称结构的季铵盐Gemini表面活性剂a4-6-m, 分子的一根疏水链是偶氮苯为端基的4个亚甲基链, 另一根是不同长度的脂肪链(m=12, 14, 16). 研究结果表明, 反式偶氮苯封端的a4-6-m在气/液界面上以直立方式排列, 偶氮苯端基间的π-π相互作用导致吸附分子较为紧密地排列, 但吸附层外表面含有偶氮苯成分使临界胶束浓度(cmc)时的表面张力(γcmc)较大. 紫外光激发使反式结构偶氮苯变为顺式结构, 这些极性较强的顺式偶氮苯夹杂在直立的烷烃链间, 增强的偶极-偶极相互作用促进了分子紧密排列, 使分子占据面积(Amin)略微减小. 增长脂肪链长度有助于降低临界胶团浓度和C20(使水的表面张力降低20 mN·m-1时所需的表面活性剂浓度), 但对γcmc影响不大.     

新型不对称季铵盐Gemini表面活性剂的合成及其表面活性

以溴代烷和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺为原料,经过两步季铵化反应合成了一种新型的不对称型阳离子Gemini表面活性剂——二亚甲基-1-正己基二甲基溴化铵-2-十八烷基二甲基溴化铵(3),其结构经1H NMR和元素分析表征.研究结果表明,3的Krafft点为21.9℃,且聚集能力强.     

含多酯基不对称阳离子Gemini表面活性剂的合成及性能

报道了一种含多酯基不对称阳离子Gem in i表面活性剂(Ⅰ)的合成。在甲醇钠催化下,N,N-二甲基乙醇胺与邻苯二甲酸二甲酯酯交换制得二(N,N-二甲基氨基乙基)邻苯二甲酸酯(Ⅱ),收率92%(以邻苯二甲酸二甲酯计);氯乙酸分别与十二醇、十六醇反应合成氯乙酸十二醇酯(Ⅲ)和十六醇酯(Ⅳ),产率分别为93%(以十二醇计)、91%(以十六醇计);(Ⅱ)与(Ⅲ)反应,经石油醚洗涤除去杂质后,再与(Ⅳ)季铵盐化,经乙腈重结晶,得白色晶体(I),采用两相滴定法测定其质量分数为99.5%,收率59%(以氯乙酸十二醇酯计)。用IR1、HNMR、元素分析表征了其结构,测定了其CMC和γCMC,研究了其乳化性和泡沫性质。     

Gemini表面活性剂与DNA在气/液界面上的相互作用

在气/液界面上, 阳离子表面活性剂可以通过静电作用与阴离子型的脱氧核糖核酸(DNA)分子形成复合膜, 并压缩沉积得到LB(Langmuir-Blodget)膜. 利用表面压-表面积(π-A)曲线、原子力显微镜(AFM)和石英晶体微天平(QCM)研究了阳离子Gemini表面活性剂([C₁₈H₃₇(CH₃)₂N⁺-(CH₂)_s-N⁺(CH₃)₂C₁₈H₃₇]·2Br^-, 简写为18-s-18, s=3, 4, 6, 8, 10, 12)与DNA(双链DNA(dsDNA), 单链DNA(ssDNA))之间的相互作用, 并对18-s-18在不同下相表面的分子面积进行了比较. 实验结果表明连接基团和下相的DNA对Gemini表面活性剂在气/液界面上的性质有很大影响. 此外, Gemini表面活性剂在界面上对DNA的吸附能力与它们之间的相互作用方式密切相关.     

Gemini阴离子表面活性剂水溶液的界面活性

Gemini阴离子表面活性剂水溶液的界面活性;Gemini阴离子表面活性剂;表面张力;CMC;C20;界面张力     

季铵盐型Gemini表面活性剂在金表面的吸附行为

以邻苯二酚(CC)为电化学探针, 利用循环伏安、交流阻抗等方法研究了不同阳离子Gemini表面活性剂(C16H33(CH3)2N-C4H8-N(CH3)2C16H33 (C16-C4-C16)、C12H25(CH3)2N-C4H8-N(CH3)2C12H25 (C12-C4-C12)、C8H17(CH3)2N-C4H8-N(CH3)2C8H17 (C8-C4-C8))在金电极表面的吸附性能. 结果表明, CC在KNO3溶液中可产生两对峰; 当向溶液中加入阳离子Gemini表面活性剂时, 第一对峰降低, 第二对峰升高, 峰电位差变大; 碳链长的表面活性剂对CC的氧化还原峰的影响较大. 同样, 碳链长的表面活性剂使电极界面的阻抗增大较多, 使石英晶片的频率变化较大. 根据CC的第一个氧化峰的面积随表面活性剂吸附的变化, 估测了它们的吸附模式. 发现这三种表面活性剂在金电极表面的吸附基本符合Langmuir吸附模型.     

Gemini表面活性剂的研究进展

Gemini型表面活性剂是一类双亲油基双亲水基的两亲物，因其特殊的二聚结构从而具有许多特殊的物化性质。综述了Gemini型表面活性剂的研究进展、合成方法、物化性质及其应用。     

不同电性Gemini表面活性剂界面扩张性质

利用Langmuir槽法研究了含聚氧乙烯醚链中间链的两性Gemini表面活性剂C8E4NC12、阳离子Gemini表面活性剂C12NE3NC12和阴离子Gemini表面活性剂C8E4C8在空气/水表面和癸烷/水界面上的扩张性质,考察浓度对3种Gemini表面活性剂溶液表、界面扩张性质的影响.结果表明,由于分子间存在库仑引力,两性Gemini分子表现出较高的扩张弹性和粘性,且界面扩张性质类似于表面.对于有相同电荷Gemini分子,C8E4C8分子中的刚性苯环导致其疏水长链在表面上的取向不同于C12NE3NC12分子,两者表现出不同的表面扩张性质;而油分子能改变同电荷Gemini分子中长链烷基的取向,造成其界面扩张弹性和粘性远低于表面.提出了不同电性Gemini分子在界面排布的示意图,并利用弛豫过程的特征参数进行了验证.     

Influence of Surfactants Synergism on the Adsorption Behavior at Air/Water and Solid/Water Interfaces

The influence of synergistic interaction between sodium dodecylsulfate (SDS) and N,N-dimethyldodecan-1-amine oxide (DDAO) on their adsorption at air/water and solid/water interfaces at 20°C is investigated. The critical micelle concentration values obtained from surface tension measurements indicated strong synergism between SDS and DDAO, according to regular solution model. The excess surface concentration (Γ) and the minimum occupied area by single and mixed surfactant monomers (A_min) at liquid/air interface were also calculated. The adsorption onto the activated charcoal and silica was then measured to find out the correlation between surfactant synergism and their adsorption at solid/water interface. The amounts of surfactant adsorbed onto 1 wt% activated charcoal follow the trend: SDS/DDAO > DDAO > SDS. SDS molecules do not adsorb onto 5 wt% silica substrate, while SDS/DDAO mixed system was found to have the highest adsorption behavior. The obtained indicate that SDS can be removed from water by mixing it with amphoteric surfactant.     

季铵盐型Gemini表面活性剂的胶束化动力学研究

采用停流法并结合Aniannson-Wall理论, 研究了联接基为(CH2)2, (CH2)3, (CH2)4和(CH2)6的季铵盐型Gemini表面活性剂胶束的形成-破坏过程. 动力学的研究结果表明, 胶束形成-破坏过程的弛豫时间(τ2)与联接基的长度、表面活性剂的浓度、反离子的浓度以及温度有关. 随联接基长度的增加, 季铵盐型Gemini表面活性剂胶束形成-破坏过程的弛豫时间缩短. 当温度高于293 K时, 随着反离子浓度的增加, 1/τ2将出现一个最低值. 根据核化焓结果提出了不同的联接基长度的季铵盐型Gemini表面活性剂具有不同的胶束形成-破坏过程的机理.     

烷基聚葡糖苷溶液的表面吸附平衡与动力学

用吊片法和气泡最大压力法分别测定了烷基聚葡糖苷(APG)C₉.₆G_1.3水溶液的平衡和动态表面张力,研究了APG水溶液表面的吸附平衡、动力学及其影响因素.测得其cmc(临界胶束浓度)为0.032g/L.吸附过程由初始的扩散控制转变到势垒控制,吸附势垒为4～7kJ/mol.温度升高,平衡和动态表面张力均减小,吸附量增加;加入无机盐,平衡和动态表面张力增大,吸附量亦增加;醇类的吸附使动态表面张力下降速率加快,表明APG与醇分子间有协同吸附作用.     

双子表面活性剂的粘度行为

对阳离子双子表面活性剂在溶液中的粘度行为进行了研究.发现联结基长度与双子表面活性剂在稀溶液中能否表现出粘度行为有很大关系，联结基数s = 2、3、4的双子表面活性剂稀溶液表现出显著的增粘性，但 s =4的某些双子表面活性剂的粘度具有时间依赖性，而s = 6的双子表面活性剂则没有明显的粘度行为.双子表面活性剂烷基链越长，其增粘能力也越强.联结基数s = 2或3的部分双子表面活性剂，其粘度随温度的变化有一最大值.双子表面活性剂与有机酸盐的复合物也表现出很强的增粘行为.     

阴离子Gemini表面活性剂在油/水界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究了磺酸盐型阴离子Gemini表面活性剂在油/水界面的吸附行为, 考察了不同长度的连接基(Spacer)对表面活性剂在界面的聚集形态及界面性质的影响. 密度分布和微观结构信息显示, Gemini表面活性剂能在油/水界面形成单层膜结构. Gemini表面活性剂能使油/水界面的厚度显著增大, 并使界面形成能降低. 当连接基为6个碳时, 此类磺酸盐型Gemini表面活性剂的界面厚度最大, 形成的界面最稳定. 连接基长度对Gemini表面活性剂单层膜周围的水分子和Na⁺的吸附结构影响不大, 但是能影响水分子的扩散行为.     

双子表面活性剂及其抗菌性能

Gemini surfactants contain two hydrophilic and two hydrophobic groups connected by a linkage close to the hydrophilic groups. Gemini surfactants have lower critical micelle concentration, higher surface activity, greater efficiency in decreasing the surface tension of water and the interfacial tension between water and oil, and better water solubility than conventional surfactants. Gemini surfactants are widely used as sterilizing, bacteriostatic, anti-foaming, and drug release agents in various enterprises including food production and industrial cleaning. They, therefore, play a very important social, economic, and industrial role. This paper briefly summarizes gemini surfactant development, structure, self-assembly, activity, classification, and characteristics, as well as focuses on the antibacterial mechanisms of these compounds. It is expected that the antibacterial properties of gemini surfactants may help slow the spread of the novel coronavirus (2019-nCoV).     

连接基长度对Gemini表面活性剂胶团间相互作用的影响

用电导率法和动态光散射法测定十二烷基三甲基溴化铵和季铵盐型Gemini表面活性剂胶团的电离度和扩散系数,并结合DLVO理论研究联接基长度和电解质浓度对胶团间相互作用的影响.实验结果表明,联接基团长度会改变胶团电离度和胶团表面电荷密度,从而影响胶团间的相互作用,其影响程度主要取决于联接基的吸电子能力和Gemini表面活性剂分子中两个带电基团的电荷重叠程度;电解质浓度对胶团间相互作用的影响可分为两种情况:在低电解质浓度时,胶团间的相互作用以排斥力为主,不利于胶团的生长;而在高电解质浓度时,胶团间的相互作用以吸引力为主,有利于胶团的生长.     

Gemini表面活性剂烷烃尾链在吸附和聚集过程中的疏水协同效应(英文)

以表面张力法测定了系列Gemini表面活性剂m-6-m以及对应单体表面活性剂CmTABr的临界胶束浓度(cmc)和降低水表面张力20mN·m-1需要的浓度(pC20).比较这些参数表明m-6-m胶束化和在界面吸附的能力均强于CmTABr,这被归结为Gemini表面活性剂烷烃尾链间的疏水协同效应.与不对称Gemini表面活性剂12-6-m比较,对称的Gemini结构更有利于表面活性剂的聚集和吸附.