界面吸附对高分子液体膜去润湿动力学的影响

以线形聚苯乙烯(LPS)薄膜三臂星形聚苯乙烯(3SPS)薄膜作为研究对象,探讨了受限体系中高分子链界面吸附对高分子溶液膜界面稳定性的影响.实验结果表明,吸附在基底上的高分子链对薄膜去润湿的驱动力形成拖拽力,增大了薄膜去润湿的阻力.随着退火时间的延长,线形链和三臂星形链在基底上的吸附量逐渐增加,LPS和3SPS薄膜在丙酮蒸汽中由发生去润湿到稳定存在,孔边在薄膜去润湿过程中由不稳定转变为稳定,去润湿速度逐渐降低,平衡接触角逐渐减小.当退火时间相同时,3SPS薄膜在丙酮蒸汽中的去润湿速度比LPS薄膜更低;去润湿后3SPS薄膜在基底上的平衡接触角比LPS薄膜更小,3SPS薄膜的毛细驱动力小于LPS薄膜.

基于分子动力学模拟的α-SiO_(2)纳米颗粒油-水界面吸附行为研究

纳米颗粒相界面吸附与自组装被广泛应用于石油采收、泡沫浮选、药物输送及新型功能材料等研究领域。然而,由于溶剂化力、静电斥力等多种相互作用所导致的吸附势垒,纳米颗粒自发吸附至界面的过程受到阻碍。基于分子动力学方法研究了α-SiO_(2)纳米颗粒相界面吸附动力学特征,深入分析了水化层结构及离子浓度对颗粒吸附行为的影响。首先,通过修饰表面基团获取了不同亲疏水性α-SiO_(2)纳米颗粒的吸附特征:纳米颗粒自发扩散至亚界面后会经历弛豫吸附至界面、快速吸附以及在界面区域经历一段弛豫后达到动态平衡三个过程。随后,从径向分布函数、角度分布、氢键密度分布等对纳米颗粒水化层结构以及氢键结构和进行了量化和比较,通过水化层内水分子驻留自相关函数以及氢键寿命分析了水化层结构及氢键结构的动力学特性。结果表明:水化层结构依赖于所作用颗粒的表面特性,与亲水表面相比,水分子在疏水表面具有明显的择优取向和更强的流动性;表面-水间氢键相互作用和水化层内特殊氢键结构是影响颗粒吸附的重要原因;不同离子效应可以通过共同作用干扰氢键结构以促进纳米颗粒相界面吸附。本研究为理解纳米颗粒相界面吸附动力学特性以及吸附壁垒形成机制提供参考,对于纳米颗粒相界面可控吸附在石油采收、新型功能材料等应用领域具有指导意义。

一步法制备糖蜜基活性炭及其界面吸附行为

以糖厂废弃的糖蜜为原料,Na_2CO_3为活化剂,采用一步直接化学活化法制备了糖蜜基活性炭(AC).采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附及元素分析手段对产物进行了表征,证实其为多孔的石墨化碳材料,比表面积高达1023 m^2/g.研究了糖蜜基活性炭对溶液中的重金属离子Pb(Ⅱ)的脱除性能,结果表明:糖蜜基活性炭的吸附容量高于市售活性炭(CC),且所需吸附时间和投炭量均低于市售活性炭;其吸附动力学符合准二级动力学的Langmuir吸附,为单分子层的化学吸附;吸附Pb(Ⅱ)的糖蜜基活性炭可循环再生和重复使用.

新型喹啉类Gemini表面活性剂的合成及界面吸附

以6-氨基喹啉、三光气、三乙胺为原料合成了对称的喹啉脲,其与3种溴代烷进行季铵化反应合成了3种喹啉双季铵盐Gemini表面活性剂,其结构经FTIR、~1HNMR、^(13)CNMR和ESI-MS确证。对中间体喹啉脲及目标产物喹啉Gemini表面活性剂的合成条件进行了优化。合成中间体喹啉脲的最佳反应条件为:二氯甲烷为反应溶剂,n(6-氨基喹啉)∶n(三光气)=5∶1,反应时间为6 h,1,3-二-6-喹啉基脲的收率可达88%。合成喹啉类Gemini表面活性剂的最佳反应条件为:中间体喹啉脲(a)(3.2 g,10.2 mmol),DMF(15 mL)为溶剂,反应温度为110℃,n(1,3-二-6-喹啉基脲)∶n(溴代十二烷)=1∶14,反应时间为8 h,收率可达74%。对目标产物喹啉Gemini表面活性剂在三氯甲烷-水体系中的界面张力进行了测定,结果表明:喹啉Gemini表面活性剂在三氯甲烷溶液内扩散到三氯甲烷-水界面是由纯扩散吸附控制。

酪氨酸在活性炭/水界面上的吸附

研究了不同 p H值介质中酪氨酸在活性炭上的吸附行为 .结果表明 ,p H值 4 .2～ 6.1时吸附量较大 ,在酪氨酸的等电点时吸附量最大 ;酪氨酸被吸附的主要形式是兼性离子 ;酪氨酸离子靠 Van der Waals力吸附在活性炭 /水界面上 .用介质 p

Gemini表面活性剂气液界面吸附过程的焓熵补偿

对季铵盐Gemini表面活性剂气液界面吸附的热力学参数进行研究,发现焓变(ΔH)和熵变(ΔS)呈线性关系,表明表面活性剂的气液界面吸附过程与其胶团化过程一样存在焓熵补偿现象,补偿温度为303 K左右,为熵驱动过程。联接链的长度越长焓变越小,即气液界面吸附越稳定。

温度对固/液界面吸附表面活性剂的影响

实验表明,硅胶吸附阳离子型表面活性剂时,温度升高吸附降低;吸附非离子型表面活性剂时,温度升高吸附增加。甲基化硅胶的结果也是如此。文中以非离子型表面活性剂的水化程度随温度升高而下降的特殊性质对实验结果作了解释。

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.

用动界面张力方法研究原油/盐水界面的性质Ⅱ.起始界面吸附速率和表观扩散系数的测定

定量地计算了原油天然表面活性剂和破乳剂在原油 /盐水界面形成初始阶段时的吸附速率。结果表明 ,破乳剂的起始界面吸附速率远远高于原油天然表面活性剂的相应值 ;水相盐度、体系温度和破乳剂的浓度对原油 /盐水起始界面吸附速率有明显的影响。另外计算了破乳剂在油相中的表观扩散系数 ,并分析了其影响因素。

胺型离子液体在气-液界面吸附的理论与实验研究

采用量子化学密度泛函B3LYP/6-311+G方法,对硝酸正丁胺和硝酸三乙胺2种离子液体阳离子与水分子形成的水合物(水分子个数为0～5)进行了几何构型全优化,并对优化后的构型进行振动分析,得到其分子热力学性质,据此计算出水合物形成过程的标准摩尔反应焓变和标准Gibbs自由能变,从分子水平上研究离子液体阳离子在气-液界面上与水分子的相互作用。结果表明,该2种离子液体的阳离子极性头与水分子形成较强的氢键;水合物形成过程是一个自发的放热反应;硝酸三乙胺阳离子与水分子相互作用的强度大于硝酸正丁胺阳离子,而在气-液界面上的吸附性正好相反。这与2种离子液体水溶液表面张力随其摩尔分数的变化规律一致。

基于界面张力弛豫法的羟基取代烷基苯磺酸盐界面吸附行为研究

为深入分析表面活性剂在流体界面上的吸附机制,利用界面张力弛豫方法,研究2-羟基-3-辛基-5-癸基苯磺酸钠(C_(8)C_(10))和2-羟基-3-癸基-5-辛基苯磺酸钠(C_(10)C_(8))在空气-水表面和癸烷-水界面上的扩张流变性质,考察羟基邻位烷基链长度变化对分子界面行为的影响,获得表面活性剂结构对极限扩张弹性、扩张黏性最大峰值以及相关特征频率的浓度依赖性的影响规律。结果表明:羟基取代烷基苯磺酸盐分子中羟基邻位的长链烷基倾向于沿界面伸展,表现出较强的分子间相互作用;对于表面吸附膜,界面分子重排的慢过程控制膜性能,羟基邻位烷基链长越大,膜强度越大,C_(10)C_(8)极限扩张弹性高达178 mN/m,扩张黏性最大值约62 mN/m;对于界面吸附膜,扩散-交换过程控制膜性质,邻位长链烷基的影响变小。

热滞蛋白界面吸附反应的协同性效应

在热滞蛋白与冰晶表面吸附的动力学过程的基础上，进一步考虑热滞蛋白界面吸附的协同性效应，得到热滞蛋白浓度与其热滞活性的理论关系，并计算了有效协同系数的值；同时，由吸附速率常数对温度的变化获得了热滞蛋白激活能，理论结果与实验较好符合．

表面活性剂界面吸附的研究

综述了4种主要表面活性剂的界面吸附模型,有Langmuir吸附模型、Frumkin吸附模型、重排吸附模型和严格重排吸附模型;讨论了这4种吸附模型的特点和相互间的联系,并且介绍了这些吸附模型在表面活性剂界面吸附研究中的应用,旨在为吸附模型在表面活性剂界面吸附的研究提供系统的理论基础和理论指导。最后提出了这4种吸附模型在表面活性剂界面吸附研究中的应用前景。

嵌段聚醚非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态Monte Carlo模拟

发展了一种利用MonteCarlo方法模拟两嵌段共聚物型非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态算法,可以同时获得吸附过程的一些静态性质(如平衡后油水界面上所吸附的共聚物分子数目、界面层的厚度、对称性以及油水界面张力)和动态性质(如系统达到平衡所需时间等);在模拟过程中可以观察到共聚物分子在油水界面形成的亲油基伸展在油相、亲水基伸展在水相的定向排列的稳定的单分子界面膜;在其他条件一致的情况下,本文所描述的方法与静态算法所得到的界面上吸附的共聚物分子数基本相同,但略有差异,文中给出了合理的解释;绘制了界面吸附的共聚物分子数随模拟进程的变化图,当作用能参数不同时得到不同的吸附曲线,随着模拟的进行,高作用能系统平稳达到吸附平衡值,而低作用能系统的吸附曲线则在达到最大值后逐渐降低,最终达到平稳值,与文献报道的实验结果十分吻合,利用物理化学的基本原理对这些不同进行了解释。图7表2参14。

表面活性剂固-液界面吸附研究的某些新进展

本文综述了离子型表面活性剂以及阳离子与非离子型表面活性剂的混合体系在固—液界面吸附的情况．

TiO_2-KNO_3溶液界面吸附K^+和NO_3^-的本征络合常数

根据TiO2 表面羟基二元酸的假定 ,应用电位滴定实验数据 ,利用外推作图法求出了TiO2 表面吸附K+和NO3- 的本征络合常数。该数据不仅反映了TiO2 对电解质离子的络合能力 ,也反映了其表面酸性。

冰片微囊化技术中的界面吸附理论应用

本文用固—液界面电性质和吸附理论,研究了以明胶和阿拉伯胶为囊材,对冰片进行复凝聚法制备微胶囊的工艺,得出了包囊的最佳工艺条件。本文的研究方法对提高包封率,降低囊材用量以及制定工艺条件提供了可靠的依据。

醇在水—硝基乙烷体系中的界面吸附

:研究了正丁醇、异丁醇、正戊醇在硝基乙烷—水体系中的界面吸附 ,测定了不同实验体系中的界面吸附参数 .结果表明 ,不同体系中界面张力与溶液醇浓度间的关系均遵守Langmuir Szyszkowski方程 ,硝基乙烷的存在改变了醇的界面吸附参数 ,降低了醇的表面活性 .

光谱法在表面活性剂固/液界面吸附层性质研究中的应用

本文综述了近些年来荧光光谱法、顺磁共振（ＥＳＲ）光谱法和核磁共振（ＮＭＲ）光谱法在表面活性剂固／液界面吸附研究，尤其是吸附层性质研究中的应用。

碱性蛋白酶在空气/水和正己烷/水界面的吸附及扩张流变的研究

本文运用界面张力、界面流变及动态光散射等方法对碱性蛋白酶在空气/水和正己烷/水界面的界面行为进行了研究。另外,还运用Isofit软件对碱性蛋白酶在界面的平衡界面张力用不同的吸附模型进行了拟合。研究结果显示:碱性蛋白酶在正己烷/水界面的界面张力和界面模量要比其在空气/水界面的界面张力和界面模量都要小;碱性蛋白酶分子在正己烷/水界面上的排列较其在空气/水界面的排列紧密;碱性蛋白酶分子在正己烷/水界面上的相互作用较其在空气/水界面的大,碱性蛋白酶在正己烷/水界面形成的界面膜的弹性更大;单个碱性蛋白酶分子在正己烷/水界面所占的摩尔面积比其在空气/水界面所占的摩尔面积小。基于对碱性蛋白酶在正己烷/水和空气/水界面的吸附和界面流变的分析,我们提出了碱性蛋白酶在正己烷/水和空气/水界面的分子构象。