液/液界面电分析化学研究进展

本文对液/液界面电分析化学近年来的进展进行了综述,特别是结合我们自己的工作,对探讨液/液界面微观结构和构筑新型液/液界面方面的进展进行了重点介绍。目前通过理论模拟和各种实验技术的应用,液/液界面微观结构已初具轮廓;可供选择的有机相也得到了一定的拓展。这些进展为该领域今后的发展打下了基础并指明了方向。

偶联表面活性剂在气/液界面上的区域形貌

测定了偶联表面活性剂propilidene-1,3-bis(dimethyloctadecylammonium bromide)(PBDOAB)在0.005 mol·L^(-1)NaBr溶液气/液界面上的分子面积和表面压-分子面积等温线。用自制的Brewster角显微镜观察了PBDOAB在该溶液的气/液界面上的区域结构。结果表明,PBDOAB在0.005 mol·L^(-1)NaBr溶液的气/液界面上生成了凝聚态的单分子膜;观察到在界面上形成了环形的区域结构;在环形结构内的分子取向呈中心对称。

铌硅化物基超高温合金整体定向凝固组织和固/液界面形态演化

采用有坩埚整体定向凝固技术研究了铌硅化物基超高温合金在不同过热温度下的定向凝固组织和固/液界面形态演化.研究结果表明:在抽拉速率均为15μm/s的条件下,当过热温度为1950℃时,定向凝固组织由初生铌基固溶体(Nb_(ss))枝晶和耦合生长的花瓣状(Nb_(ss)+γ-(Nb,X)_5si_3)共晶组成;当过热温度为2000和2050℃时,凝固组织为耦合良好的花瓣状共晶;但随着过热温度进一步提高到2100和2150℃,凝固组织演变为粗大树枝状Nb_(ss)和细小共晶.随着过热温度的提高,固/液界面形态出现树枝状界面→胞状界面→树枝状界面的形貌变化.

端烯基液晶冠醚推动钠离子在微液/液界面的转移

用循环伏安法研究新型载体端烯基液晶冠醚推动钠离子的转移 ,结果表明 ,钠离子的转移由扩散控制 .探讨了影响钠离子转移的因素 ,如端烯基液晶冠醚和钠离子的浓度等 .求算出端烯基液晶冠醚在 1 ,2 -二氯乙烷中的扩散系数为 ( 2 .6 1± 0 .1 2 )× 1 0 - 6cm2 /s,端烯基液晶冠醚和钠离子在 1 ,2 -二氯乙烷中所形成的配合物稳定常数 lgβo=5 .

双通道微米管支撑的微-液/液界面上电荷转移反应的研究

将有机相和水相分别灌入双通道玻璃微米管 θ管中的一个管中 ,利用 θ管表面的亲水特征 ,在灌有有机相的微米管口附近形成微 -液 /液界面 .利用循环伏安法研究了电荷在这种微 -液 /液界面上的转移反应 ,包括简单离子 (四甲基铵离子 TMA+ )转移、加速离子转移 ( DB1 8C6加速 K+离子 )和电子转移 (二茂铁 /铁氰化钾 +亚铁氰化钾体系 )反应过程 .结果表明 ,这种双通道微米管所得到的微 -液 /液界面具有不对称扩散场的特性 .此装置是目前最简单的可用于研究液 /液界面上的电荷转移反应的装置之一 ,即所谓的可进行“无溶液”液 /液界面电化学及电分析化学研究的装置 .

Al基难混溶合金快速定向凝固研究 Ⅰ.固/液界面的影响

分析了难混溶合金凝固过程中作用在凝固界面前沿液滴上的力,建立了液滴与凝固界面相互作用行为的动力学判据．结合实验,探讨了固/液界面与液滴间相互作用对Al-Bi基难混溶合金凝固组织演变的影响．结果表明,在界面排斥和Marangoni力共同作用下。较小尺寸的富Bi液滴被凝固界面排斥并富积在凝固界面前沿．当凝固界面为枝晶/胞状晶时,临界尺寸的富Bi液滴与界面发生部分捕获,凝固后形成“蝌蚪”型的富Bi粒子;尺寸较小的富Bi液滴被捕获在枝晶/胞状晶间,凝固后富Bi粒子分布于晶界和三叉交角处．

试样尺寸对定向凝固Al-4%Cu合金固/液界面特征的影响

采用定向凝固方法研究不同试样尺寸对Al-4%Cu合金凝固固/液界面特征的影响。结果表明:当凝固速率v=1μm/s时,小尺寸试样的平界面更加平直;当v=5μm/s时,随着试样尺寸的增大,界面形态分别为浅胞—深胞—初始枝晶,同时,试样边缘的组织比中心的组织更不稳定;在相同凝固速率下,小尺寸试样的温度梯度较大,促使界面稳定性提高;试样尺寸的增大引起径向温差增大,促进溶质流动,使试样边缘产生溶质富集,从而使平界面弯曲;由于试样中心排出的溶质大部分流向界面前沿糊状区的液相中,而枝晶糊状区的液相比胞晶的多,因而形成的枝晶界面弯曲程度比胞晶的小。

薄层液/液界面电子转移动力学的研究进展

薄层循环伏安法是研究液/液界面电荷转移的一种新方法,具有简单、快速、易操作的优点。文章回顾了液/液界面电化学的发展历史,介绍了薄层法的实验原理,对其在电化学中的应用和研究进展进行了评述,总结了界面驱动力与电子转移速率的关系。

气/液界面上β-环糊精与十六烷基三甲基溴化铵包结物形成的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟的方法从分子水平上研究了气/液界面上β-环糊精(-βCD)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)包结物的形成.对β-CD与CTAB摩尔比分别为1∶1和2∶1的两个体系进行了模拟研究,体系的能量、径向分布函数和均方根位移变化的结果表明,-βCD与CTAB分子可以在气/液界面上形成包结物,相对而言,更易形成1∶1型包结物.

嵌段型超分散剂在固/液界面的吸附机理

嵌段型超分散剂PSE是一种新型、高效分散剂 .作者通过吸附等温线、红外光谱分析等测试手段及理论计算 ,研究了PSE在SiO2 和滑石固 /液界面的吸附特性及吸附形态 .研究结果表明 ,PSE在SiO2 表面发生了化学吸附 ,其作用模型为SiO2 表面的—OH与PSE的硅醇基化学键合形成桥氧键 ;PSE在滑石解离面的主要吸附机理是PSE的硅醇基与滑石解理面上的氧原子形成氢键 ;当PSE浓度低时 ,超分散剂PSE在颗粒表面发生多位吸附 ,即锚固段和溶剂化段同时吸附在颗粒表面 ;当PSE浓度高时 ,超分散剂PSE锚固段卧式吸附在颗粒表面 ,溶剂化段伸入水中 。

纤维复合相变蓄热材料的固/液界面模拟及分析

按单元结构相似的理论设计了蓄热材料相变传热的物理模型 ,采用焓法理论和有限差分法建立了一种求解此物理模型传热特性的三维数学模型 .利用软件计算结果研究了纤维复合相变材料凝固过程中固 /液界面的移动规律及其放热特性 ,并用摄影法和测温法对纤维相变材料的凝固特性进行了实验论证 ,其结果与理论计算结果吻合 ,从而证明了本文所提出的数学模型的正确性 .

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20mN·m-1时所需的表面活性剂浓度),但对γcmc影响不大.

表面活性剂在气/液界面上的吸附动力学

在求解扩散方程的基础上,推导出了描述气 液界面吸附的动态吸附量Γ(t)表达式,并重点讨论了吸附的初始阶段和最终阶段两种极限情况。试验测定了25℃下表面活性剂C12E7[分子式CH3(CH2)11(OCH2CH2)7OH]水溶液的平衡及动态表面张力,结合理论推导,考察了C12E7在气 液界面的吸附过程。试验结果表明,气 液界面吸附过程在最初(极短时间)阶段是扩散控制,在吸附过程的后期(长时间)则出现了扩散 吸附混合控制。

稳定泡沫气/液界面微观形貌的形成机理研究进展

简要介绍了吸附在气泡界面上的表面活性剂发生自聚集现象,形成丰富的纳米微结构及特征形貌。这些微观结构形成了具有良好黏弹性的界面膜,极大地改善了泡沫的稳定性。结合文献调研和作者前期研究结果,分别对稳定气泡界面上不同体系形成的多边形、菜豆形、雪花形、网状及峰谷形貌等的形成机理展开重点评述,指出了该领域目前存在的问题及发展方向。

液/液界面反应法合成金纳米颗粒膜

通过光学显微镜、接触角与紫外可见光谱分析、扫描电镜、原子力显微镜、透射电镜和X光衍射分析等手段,分析了液/液界面反应生成金纳米颗粒膜的过程和形成条件,研究了不同还原剂和有机溶剂等对界面产物形貌的影响,结果表明甲苯和THPC的使用对制备金纳米晶颗粒膜具有重要作用,同时还对反应物Au(PPh3)Cl和THPC的分解与界面反应过程进行了初步讨论。

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。

液/液界面电化学法在环境监测中的应用进展

介绍了液/液界面电化学的原理、实验方法和研究进展,综述了液/液界面离子转移反应基础上的电化学分析方法在环境监测中的应用。作为一种新方法测定离子载体及能与其形成络合物的金属离子组分的浓度,它具有简便、快捷、经济实用等特点。

应用扫描电化学显微镜研究极化液/液界面上的电子转移反应

将含有氧化还原电对的水溶液滴涂在铂盘电极表面,然后将该电极插入到1,2-二氯乙烷溶液中,形成稳定的油/水界面.液滴中的K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6氧化还原电对既可以作为水相中的参比电对参与控制液/液界面上的电势差,同时又可以作为水相的电子授受体参与界面上的电子转移反应.结合扫描电化学显微镜电化学系统的特点,利用其双恒电位仪分别控制界面电势差和现场扫描的优点,通过扫描电化学显微镜的渐进曲线得到了不同界面电势差控制的电子转移反应速率常数.实验结果表明,应用此方法获得的液/液界面可以被外加电位极化,在一定的电势差范围内,反应速率常数与界面电势差的关系遵守Butler-Volmer公式.

氨基酸在固/液界面的吸附作用

本文介绍了氨基酸在固 /液界面吸附等温线的特点 ,氨基酸液相吸附热力学和活性炭、硅胶、二氧化钛、氧化铝。

四乙基铵阳离子在微液/液界面上转移的研究

用循环伏安法对简单离子四乙基铵阳离子 (TEA+ )转移进行了研究。结果表明 :TEA+ 随微玻管内径减小 (小于 3μm) ,电流逐渐呈现拟稳态。随TEA+ 浓度减小 ,ip 值也减小。峰电流与扫描速度的平方根成正比 ,并且符合Randles Sevcik关系。同时讨论了微液 液界面TEA+