分子模拟方法考察泡沫生成能力

采用分子模拟的方法研究表面活性剂的泡沫生成能力, 以界面形成能作为考察泡沫体系中液膜界面积的量化依据, 研究了泡沫液膜厚度、表面活性剂分子界面密度以及表面活性剂类型对泡沫液膜界面形成能计算的影响. 通过与实验结果相对应, 建立了界面形成能和泡沫生成能力之间的联系.     

Langmuir单分子膜在海洋飞沫气溶胶表面特性研究中的应用

被表面活性有机物包裹的液相气溶胶,如海洋飞沫气溶胶(SSA),通常具有反胶束的结构,它由有机分子形成的疏水表面和一个水相内核构成。SSA界面有机膜的组分和形态对其物理、化学和光学特性有重要的影响。Langmuir单分子膜是由脂肪酸、脂肪醇和磷脂等具有低挥发性的长链表面活性有机物在空气-水界面上扩散形成的单层分子薄膜。采用Langmuir槽可以测定水-气界面的单组分或复合组分单分子膜的表面压随分子面积变化的曲线(π-A曲线),从而揭示相应单分子膜的界面特性,进而预测表面活性剂在实际SSA中的命运和行为。本文综述了常用大气气溶胶界面表征技术、基于单分子膜建立的SSA模型以及有机膜对SSA大气行为的影响。虽然目前对SSA相关单分子膜的物理性质和形貌变化已有深入的研究,但是对于反应性气体、光照和生物活性物质等环境因素引起的界面变化却很少有关注,本文为未来的实验室模拟和模式研究提供了新的思路。     

驱油体系化学剂间相互作用对界面吸附膜的影响

采用界面张力弛豫技术研究了不对称Gemini表面活性剂C12COONa-p-C9SO3Na、部分水解聚丙烯酰胺Mo-4000、疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)等驱油体系化学剂在癸烷/水界面上的扩张流变性质,考察了不同离子强度、不同类型电解质对体系界面流变性质的影响,计算得到界面扩张弹性模量和粘性模量的全频率谱,并通过归一化方法(cole-cole图)探讨了界面吸附膜的弛豫过程。研究发现,界面膜内分子重排和界面与体相间分子扩散交换是影响膜性质的主要弛豫过程。表面活性剂体相浓度增大有利于界面分子重排过程,而低频有利于扩散交换过程;不同结构聚合物以及不同离子强度、不同类型电解质对表面活性剂吸附膜有不同的影响。     

Gemini表面活性剂对疏水缔合聚丙烯酰胺界面吸附膜扩张流变性质的影响

采用小幅低频振荡和界面张力弛豫技术, 考察了疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)在正癸烷-水界面上的扩张黏弹性质, 研究了不对称Gemini表面活性剂C₁₂COONa-p-C₉SO₃Na对其界面扩张性质的影响. 研究发现, 疏水链段的存在, 使HMPAM在界面层中具有较快的弛豫过程, 扩张弹性显示出明显的频率依赖性. 表面活性剂分子可以通过疏水相互作用与聚合物的疏水嵌段在界面上形成类似于混合胶束的特殊聚集体. 表面活性剂分子与界面聚集体之间存在快速交换过程, 可以大大降低聚合物的扩张弹性. 同时, 聚合物分子链能够削弱表面活性剂分子长烷基链之间的强相互作用, 导致混合吸附膜的扩张弹性远低于单独表面活性剂吸附膜.     

我国胶体与界面化学的发展

胶体与界面化学在能源、材料、生物、化学制造和环境科学等领域具有广泛的应用,并渗透到国民经济的各个主要领域中。所涉及到其中的一些重大科学问题,如土壤改良、功能与复合材料、三次采油、人造血浆、药物缓释与定向、润滑和油漆涂料等,与国家安全、能源开发、环境保护和人民生活等方面密切相关,发展胶体与界面化学学科对社会与经济的可持续发展具有重要的意义。本文综述了我国胶体与界面化学学科30年来的研究进展,尤其是近10年所取得的成就,主要包括新型两亲分子有序组合体的设计与构建、界面化学与有序分子膜、胶体与界面化学在微纳米功能材料合成中的应用新进展、胶体与界面化学在生物医药中的研究新进展,以及胶体与界面化学的研究新方法,并对该学科的发展前景与趋势进行了分析。     

扩张流变法研究表面活性剂在界面上的聚集行为

近年发展起来的界面流变测定技术在研究界面性质方面具有许多独特之处.本文结合我们的工作,总结了近年来有关该技术在表面活性剂界面聚集行为研究中的应用,讨论了扩张频率、表面活性剂浓度及疏水链长、无机盐和温度对表面扩张流变行为的影响,同时探讨了小分子表面活性剂与高分子表面活性剂表面扩张流变行为的区别以及小分子表面活性剂在气/液界面与液/液表面的扩张流变性的差异.大量研究表明,借助于界面流变性的测定不仅可以研究发生在界面上和界面附近的微观弛豫过程,而且可以探讨界面上超分子聚集体的形成,进而为乳状液和泡沫等分散体系的稳定性提供依据.     

2-[3-(4-甲氧基苯氧基)丙基]-1,3-二乙酰硫基丙烷的合成

自组装单层膜(SAMs)技术是自20世纪80年代以来快速发展起来的一个新型有机成膜技术,它是通过表面活性剂的头基与基底之间产生化学吸附,在界面上自发形成的有序的单分子层[1].     

第九届全国胶体与界面化学会议暨傅鹰先生百年诞辰纪念会胜利闭幕

第九届全国胶体与界面化学会议暨傅鹰先生百年诞辰纪念会于 1 0月 2 0日至 2 3日在山东大学召开 .本次会议由中国化学会主办 ,山东大学承办 ,并得到国家自然科学基金委员会资助 .来自全国 5 1所高校和 2 2个科研院所的 2 4 0名专家和学者参加了大会 ,其中中国科学院佟振合院士、江龙院士与中国工程院张高勇院士参加了会议 .大会录用学术论文 2 89篇 ,涉及表面活性剂的合成与物理化学性质、溶液中有序分子组合体、微米与纳米粒子、分散体系的稳定性与流变性、界面化学与有序分子膜、生命科学与医学中的胶体化学、新研究方法、吸附、理论计算…     

羟基取代的烷基苯磺酸盐在水/气和水/癸烷界面的结构特点（摘要）

驱油表面活性剂的分子设计是一项重要的研究课题.设计新型高效的驱油表面活性剂关键的问题在于如何洞察表面活性剂的结构和功能的关系.长线性烷基苯磺酸盐是一类非常流行的表面活性剂,广泛应用于工业和日常生活中.关于烷基苯磺酸盐的结构和功能研究已有大量的实验和理论工作报道.近来,结合分子设计的思想,实验上合成了新型的羟基取代的烷基苯磺酸盐表面活性剂,并研究了这类新型表面活性剂动态的界面行为.我们从理论上利用分子动力学模拟的方法研究了羟基取代的烷基苯磺酸盐单分子层在水/气和水/癸烷界面的结构特点.从液体密度剖面图、氢键、表面活性剂聚集结构和有序参数等方面,详细报道了2-羟基-3-癸基-5-辛基苯磺酸钠这种新型阴离子表面活性剂的界面特征.模拟结果表明随着表面活性剂分子数目的增加,每个表面活性剂在单分子层上形成分子内氢键的平均数目将下降,但形成分子内氢键的结构仍处于主导地位;烷基尾链的疏水部分,尤其是苯环3号位上取代的癸基随着表面活性剂覆盖度增大,向界面外延伸并且更加有序;二维径向分布函数描绘了表面活性剂聚集结构的特点并暗示了癸烷相将影响表面活性剂疏水部分的取向;表面活性剂分子容易形成长程氢键结构.我们的模拟结果是对实验研究的一个重要补充.此外,模拟中我们利用gromacs和ffamber程序,使用了全原子模型,这将为模拟烷基苯磺酸盐表面活性剂的界面行为提供新的方案.     

荧光小分子在有机薄膜中的固定化及其应用

将荧光小分子化学固定于基质表面是实现表面功能化的有效途径,是研究固体基质表界面性质的有效方法,也为设计制备荧光传感薄膜材料提供了新的思路。本文按高分子膜固定法、LB膜固定法和自组装膜固定法分类综述了荧光小分子在固体基质表面的固定化。讨论了膜表面固定化荧光小分子在表界面性质研究、阳离子和中性分子的化学传感以及表界面电子转移和能量转移研究等方面的应用,并对新的固定化方法进行了展望。     

《化学修饰电极》修订版问世

《化学修饰电极》一书于 1995年出版以来,受到相关领域广大读者的欢迎。随着 21世纪科技的迅猛发展,如超分子化学、分子自组装和纳米诸多新技术等引入化学修饰电极领域,很大地推进其研究迈向更高水平,紧密与仿生、微型化相联,其研究和应用意义重大。结合国际上的发展趋势和电分析化学国家重点实验室的研究实践,出版了《化学修饰电极》修订版。《化学修饰电极》修订版增加了“分子自组有序膜”一章,重点论述了分子自组装的基本原理和实验方法,不同基底电极上单层膜、多层膜、双层磷脂膜以及纳米有序膜的制备、表征及应用。该书反映了化学…     

CMC型高分子表面活性剂在固/液界面上的吸附

在润湿、乳化、洗涤、分散等应用领域中,表面活性剂分子在界面上的吸附状态对性能有重要影响.另一方面,在化学驱油过程中,表面活性剂分子在氧化物矿物上的吸附是引起表面活性剂损失的主要原因,表面活性剂的损耗量大,将降低采收率及经济效益[1].高分子表面活性剂作为一种多功能的新型表面活性剂在许多领域有广阔的应用前景,但对其性能研究尚处于起步阶段,特别是结构复杂的高分子双亲性共聚物,在吸附、乳化等方面研究尚少报导.羧甲基纤维素系列高分子表面活性剂是采用独特的超声波辐照技术合成的嵌段型共聚物,具有优良的表/界面活性[2],可望用…     

界面扩张流变法研究C_(12)mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C12-(CH2)2-C12·2Br(Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C12mim Br)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等,探讨了C12mim Br对C12mim Br/Gemini12-2-12混合体系界面性质的影响及C12mim Br对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制.结果表明,随着离子液体表面活性剂的不断引入,体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短,扩张模量和相角明显降低,界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜;同时,界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化,慢弛豫过程消失,快弛豫过程占主导地位,且离子液体浓度越高,快弛豫的贡献越大.这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C12mim Br参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果.少量离子液体表面活性剂C12mim Br的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12界面上的空位,形成混合界面吸附膜.随着C12mim Br含量的增加,嵌入界面的C12mim Br分子数不断增多,导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链"解缠",在体相和界面分子扩散交换的过程中"解缠"的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相,与此同时,C12mim Br分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子,最终界面几乎完全被C12mim Br分子所占据.     

表面活性剂对驱油聚合物界面剪切流变性质的影响

利用双锥法研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对油田现场用部分水解聚丙烯酰胺(PHPAM)和疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)溶液的界面剪切流变性质的影响,实验结果表明:HMPAM分子通过疏水作用形成界面网络结构,界面剪切复合模量明显高于PHPAM.SDBS和CTAB通过疏水相互作用与HMPAM分子中的疏水嵌段形成聚集体,破坏界面网络结构,剪切模量随表面活性剂浓度增大明显降低.同时,界面膜从粘性膜向弹性膜转变.低SDBS浓度时,少量SDBS分子与PHPAM形成混合吸附膜,界面膜强度略有升高;SDBS浓度较高时,界面层中PHPAM分子被顶替,吸附膜强度开始减弱.阳离子表面活性剂CTAB通过静电相互作用中和PHPAM分子的负电性,造成聚合物链的部分卷曲,从而降低界面膜强度.弛豫实验结果证实了表面活性剂破坏HMPAM网络结构的机理.     

“拟双子”阴离子表面活性剂在癸烷/水界面的分子动力学模拟

采用全原子分子动力学模拟方法研究了壬基酚取代的系列烷基磺酸盐表面活性剂在癸烷/水界面的微观聚集行为,通过分析界面厚度、界面生成能和界面张力以及表面活性剂分子与水分子之间的径向分布函数和配位数,讨论了不同磺烷基链长度对壬基酚基取代烷基磺酸盐表面活性剂界面性质的影响.结果表明,磺烷基链长为12时,表面活性剂的界面张力最低,界面厚度和界面生成能最大.     

表面活性剂与油相动态界面张力影响因素研究

对不同类型表面活性剂烷基糖苷(APG1214)、咪唑啉(IAS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、烷基酚醚羧酸盐(ss-231)的油水动态界面张力进行了研究。在60℃,5 000 r·min-1条件下,考察了表面活性剂的浓度、表面活性剂的结构、正构烷烃碳数以及原油中活性物质对形成低界面张力影响。实验结果表明:表面活性剂亲水基的亲水性越强,亲水基之间排斥力越小,使得在油水界面排布的密度越大,降低界面张力的效果会更好;当表面活性剂疏水碳链与烷烃碳链相似时,降低界面张力的效果会更明显;无碱体系中原油中的活性物质可在油水界面上形成粘弹性界面膜,这种界面膜的形成减少了表面活性剂分子在界面的吸附,使界面张力升高。     

物理化学学报

<正>投稿范围热力学、动力学和结构化学化学平衡与热力学参数、量热学、非平衡态热力学与耗散结构、统计热力学、宏观动力学、分子动态学、超快动力学、激发态、溶液化学、复杂流体、溶液结构、大气化学、动态结构、分子结构、体相结构、簇、谱学理论与计算化学量子化学、统计力学、模拟方法与应用、计算化学、化学信息学胶体与界面化学表面活性剂、分散体系与流变性能、分子组装与聚集体、大分子、界面结构催化和表面科学多相催化、均相催比、仿生催化、光催化、环境化学、绿色化学、膜、表面结构、表面吸附     

新型液膜振荡器

表面活性剂不仅对均相的非线性化学反应动力学研究有重要作用”－‘］,而且表面活性剂穿越油水界面扩散时形成的自发液膜振荡过程亦可作为一个简单模型,用以说明多相反应与扩散偶合所产生的复杂周期现象,特别是说明生物系统生理现象中的振荡与混饨．这些早在贺占博的博士论文l’］就已提出,但至今此方面的研究仍进展甚微,而其意义却非常重大,迫切需要进一步研究．关于液膜振荡的本质,目前有两种说法．一种是界面流体力学的Marangoni效应,另一种为化学本质的胶束一单分子膜一反胶束的表面活性剂聚集状态的周期变化l’‘．我们的实验…     

表面活性剂科学的一些进展

表面活性剂在实际应用上的重要性是众所周知的，除了在日用化学工业中（主要是洗涤剂、化妆品）的大量应用外，也广泛应用于其它生产实际，诸如石油、煤炭、矿冶、机械、纺织、医药等工业及农业生产中，起着关键作用．表面活性剂科学与许多重要学科，如生命科学、能源科学、材料科学、环境科学以及信息科学等，有着密切联系，对这些学科的发展有重要作用[1]．此外，应该注意到，表面活性剂是在各种界面过程中起重要作用的物质，表面活性剂分子有序组合体溶液又是一类极有特色的胶体，即缔合胶体（亲液胶体之一）．因此，表面活性剂科学成为…     

《化学修饰电极》修订版问世

《化学修饰电极》一书于 1995年出版以来 ,受到相关领域广大读者的欢迎。随着 2 1世纪科技的迅猛发展 ,如超分子化学、分子自组装和纳米诸多新技术等引入化学修饰电极领域 ,很大地推进其研究迈向更高水平 ,紧密与仿生、微型化相联 ,其研究和应用意义重大。结合国际上的发展趋势和电分析化学国家重点实验室的研究实践 ,出版了《化学修饰电极》修订版。《化学修饰电极》修订版增加了“分子自组有序膜”一章 ,重点论述了分子自组装的基本原理和实验方法 ,不同基底电极上单层膜、多层膜、双层磷脂膜以及纳米有序膜的制备、表征及应用。该书反映…