十二烷基苯磺酸钠气/液界面聚集行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法考察了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在气/液界面的聚集行为以及Ca^(2+)和Mg^(2+)对SDBS分子聚集行为的影响。研究结果表明SDBS分子可以在气/液界面形成紧密的单分子层界面膜,并且随着SDBS分子数的增加,界面膜的厚度增加;采用径向分布函数研究了SDBS分子与水分子间的相互作用,结果表明磺酸基和Na^+的静电作用要强于磺酸基和水中氢原子的氢键作用,加入的Ca^(2+)和Mg^(2+)使SDBS分子中磺酸基氧原子和水中氢原子之间的相互作用减弱,说明表面活性剂SDBS抗二价离子能力较差。

十二烷基硫酸钠对两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐界面聚集行为的影响

利用界面扩张流变技术,研究了两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐(C12im SP)的界面聚集行为,探讨传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对C12im SP界面聚集行为的影响机制。结果表明,少量SDS的加入可以填补界面上疏松的C12im SP分子间的空位,界面上形成表面活性剂混合吸附膜,界面张力显著降低;提高SDS的浓度,其分子从体相向界面层的扩散交换占优势,界面层分子逐渐达到饱和吸附,此后体系中有混合胶束形成。体相胶束中富集的SDS分子对C12im SP分子的"收纳"作用及进一步的"挽留"作用,加之C12im SP分子本身相对较大的空间位阻效应导致界面上的C12im SP分子一旦通过扩散作用被交换至体相,其很难再回复到表面层,即界面膜以SDS分子为主。通过调节体系中SDS的含量,可以实现对混合体系SDS/C12im SP/Na Cl(0.1 mol/L)界面聚集行为的调控,进而实现对界面膜性质的调控。

双链阴离子表面活性剂1-烷基-癸基磺酸钠在气/液界面聚集行为:分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究了双链阴离子表面活性剂1-烷基-癸基磺酸钠(1-C_m-C_9-SO_3Na)在气/液界面的聚集行为。通过分析体系中各组分的密度分布和径向分布函数,考察了m大小对其界面性质的影响。结果表明:随着m的增大,表面活性剂的疏水性增强,疏水碳链的倾斜角也随之降低;m=4时,1-C_4-C_9-SO_3Na分子采用平躺的方式在界面上聚集,S-Na^+和S-S的相互作用最大,极性头基的水化能力最弱。通过模拟和实验对比得出,m增加到4个时,对该类双链阴离子表面活性剂性能的提高最显著。

酸性有机磷类萃取剂单分子膜的气-液界面行为:亚相pH和铺展溶剂的影响

液-液两相萃取过程中,有机磷类萃取剂分子的界面行为决定了其以何种形式参与到界面萃取反应中.为了阐明萃取剂分子界面行为的变化特点,采用Langmuir单分子膜技术研究了单分子膜中P507分子在气-液界面的吸附和聚集行为随亚相pH、有机溶剂极性的变化.通过测定表面压-分子面积等温线,并采用界面红外反射吸收光谱(IRRAS)分析表征气-液界面P507分子间相互作用,结果发现,以正己烷作铺展溶剂时,随亚相pH的降低,P507单分子膜质子化程度提高,P507分子极性端水化能力削弱,分子间相互作用增强,单分子膜中形成含有分子间氢键的聚集体.但采用极性有机溶剂(二氯甲烷和氯仿)铺展P507单分子膜,膜内P507分子界面聚集状态发生变化.铺展溶剂极性增强,单分子膜内会含有更多极性端水化能力强的P507分子单体,并且亚相pH降低,单分子膜不会出现类似正己烷条件下的π-A曲线收缩和P-O-H基团峰位红移现象.这证实了有机铺展溶剂极性可以改变P507单分子膜中分子界面存在形式和聚集状态.本工作为深入理解溶剂萃取过程中水油两相界面处酸性有机磷类萃取剂分子的聚集行为变化及其对界面反应活性的影响机制奠定了基础.