季铵盐表面活性剂改性沸石对水体污染物吸附研究进展

随着工农业的快速发展,水中的有机物污染已经对生态环境造成了严重的污染。沸石具有比表面积大、稳定性好、阳离子交换能力强等优点,被广泛应用于水体污染物的吸附。季铵盐阳离子表面活性剂表面活性高,易于附着于沸石表面从而改变其表面电性,常被用作沸石的改性剂。综述了沸石的结构特性、季铵盐阳离子表面活性剂与沸石的相互作用、季铵盐阳离子表面活性剂改性沸石与吸附质之间的相互作用。综述改性沸石对药物、重金属离子、水溶性染料、氨氮以及酚类化合物吸附的研究进展。提出了表面活性剂改性沸石及其在水污染去除中存在的一些问题及可能的发展方向,为改性沸石在环境保护方面的实际应用提供理论指导。

三头季铵盐表面活性剂导向合成新型立方相介孔二氧化硅

A\} new highly ordered mesostructured silica(possible space group \%Fm3m\%) was synthesized by \{using\} tri\|headgroup quaternary ammonium surfactant \{CH\-3(CH\-2)\-\{17\}N\++(CH\-3)\-2CH\-2CH\-2N\++(CH\-3)\-2CH\-2CH\-2\}CH\-2N\++(CH\-3)\-3\53Br\+-(C\-\{18\|2\|3\|1\}) under a basic condition. The cubic mesoporous silica product has an \{average\} pore size of 2.9 nm, a large BET specific surface area of 991 m\+2/g and a large pore volume of \{0.98 cm\+3/g\}.

稳态荧光探针法测定三聚季铵盐表面活性剂的胶束聚集数

以芘为荧光探针,十六烷基氯化吡啶(CPC)为猝灭剂,以芘的饱和水溶液为溶剂配制表面活性剂溶液,根据芘的荧光强度之比I1/I3随表面活性剂水溶液浓度的变化,测定了三聚季铵盐表面活性剂CTTTA的cmc值,测定值与表面张力法测定的cmc值一致;当猝灭剂CPC的浓度取0.1￣0.3mmol·L-1范围时,用稳态荧光探针法测定了CTTTA的胶束聚集数.实验数据表明,表面活性剂溶液浓度为6￣10倍cmc时,胶束聚集数N随表面活性剂浓度增大而线性增大,并用外推法得到CTTTA的临界胶束聚集数.

松香基季铵盐表面活性剂改性沸石对水中刚果红的吸附性能

以松香基季铵盐阳离子表面活性剂(N,N,N-三甲基-N-松香基氯化铵,TAAC)对天然沸石进行改性得到TAAC改性沸石并进行红外光谱、扫描电镜和X射线粉末衍射等手段表征.考察了TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附性能的影响因素,如粒径、改性剂投加量、温度、pH值等,结果表明这一改性能显著地提高沸石对刚果红的吸附量;在pH值4.0—10.0范围内,CR的吸附量随着pH值增加而下降;反应温度从20℃上升至40℃,TAAC改性沸石对CR的吸附容量有所下降.TAAC.改性沸石对水中刚果红的吸附动力学过程符合准二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以较好的描述TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附过程,其最大吸附容量为78mg·g-1(pH6.0,T=20℃).热力学分析表明,TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附是自发和放热的过程,是化学吸附和物理吸附共同作用的过程,其吸附机制主要为静电吸引、氢键和芳香基的疏水作用.TAAC改性沸石吸附刚果红后可通过NaOH再生,且随着NaOH浓度的增加到0.1mol·L^(-1),其解吸率明显增大.

羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂在煤沥青表面的润湿特性

以自制的羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂为研究对象,在考察其表面活性的基础上,进一步研究了表面活性剂在煤沥青表面的润湿性。研究表明,羟基型Gemini表面活性剂在煤沥青表面的接触角随疏水链长度的增长呈先减小后增大趋势,其中C_(12)-OH在煤沥青表面的润湿效果最好;对于m-n-m酯基型Gemini表面活性剂而言,接触角随疏水链长度的增长而降低。当疏水链长度一定时,m-6-m在煤沥青表面的润湿效果比m-2-m好。在一定浓度范围内,C_(10)-OH、C_(12)-OH和12-2-12 3种Gemini表面活性剂的表面张力与其在煤沥青表面黏附张力呈线性关系。煤沥青表面的Zeta电位随Gemini表面活性剂浓度的增大呈先增大后趋于平稳的趋势。

季铵盐与双子季铵盐表面活性剂有机蒙脱土的制备及性能研究

测定了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和双子表面活性剂1,2-亚乙基-双(十六烷基二甲基溴化铵)(16-2-16)在蒙脱土上的吸附等温线;分别以上述2种表面活性剂为插层试剂,制备了有机蒙脱土,并采用FTIR,XRD和SEM等技术对2种有机蒙脱土层间和表面结构进行了表征;对比研究了2种有机蒙脱土在水溶液中吸附苯酚的性能。实验结果表明:16-2-16和CTAB在蒙脱土上的最大吸附量相当,但吸附层结构有显著差异;水溶液中2种有机蒙脱土对苯酚的吸附存在表面吸附和分配吸附2种机制,16-2-16有机蒙脱土分配吸附作用显著大于CTAB有机蒙脱土。

寡聚度对低聚阳离子季铵盐表面活性剂的聚集行为、油-水界面性能及润湿性的影响

合成了联接基团含有酰胺键及羟基的Gemini阳离子季铵盐表面活性剂Malic-2C_(12)及三聚阳离子季铵盐表面活性剂Citric-3C_(12),并通过表面张力、电导及动态光散射技术(DLS),研究了Malic-2C_(12)及Citric-3C_(12)的聚集行为。结果表明,随着寡聚度由1(十二烷基三甲基溴化铵,DTAB)增大到2(Malic-2C_(12))再到3(Citric-3C_(12)),表面活性剂的表面活性提高,临界聚集浓度(CAC)有了数量级的降低,聚集能力大大提高。当浓度高于CAC时,疏水尾链之间的疏水相互作用以及联接基团之间的氢键相互作用促使Malic-2C_(12)聚集形成球形胶束。而3个季铵盐头基间的静电排斥及联接基团的刚性使Citric-3C_(12)以爪状构象存在,聚集形成大聚集体。同时,随寡聚度增大,DTAB、Malic-2C_(12)和Citric-3C_(12)降低油-水界面张力及润湿石蜡表面所需的浓度有数量级的降低。而且,由于爪状构象的Citric-3C_(12)分子之间在大聚集体中相互作用很强,解聚集成单体的过程慢,使得其对石蜡表面的润湿具有时间响应性。

酯基Gemini型季铵盐表面活性剂与SDS的相互作用

研究了酯基Gemini型季铵盐表面活性剂[Cm-1H2m-1COOCH2CH2(CH3)2N+(CH2)n+N(CH3)2CH2CH2OOCCm-1H2m-1]·2Br-(简称II-m-n,m=10,12;n=3,4,6)与十二烷基硫酸钠(SDS)的复配体系的相互作用以及无机盐(NaBr)对复配体系表面活性的影响.结果发现,其复配体系具有显著的胶团化协同增效作用和降低表面张力的增效作用,并且II-10-n与SDS的复配体系的增效作用具有等链长效应.II-m-n/SDS复配体系的胶团化协同增效作用随n增大而增强.混合胶团中II-m-n与SDS的摩尔比均近似为1∶1,显示各复配体系的混合胶团均带电性,因此NaBr的加入能增强复配体系的表面活性和促进混合胶团的形成.

Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS和SDS的复配行为

采用荧光分光光度法和Zeta电位法考察了系列Gemini双季铵盐表面活性剂与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基磺酸钠(SDS)的复配效果。结果表明,Gemini双季铵盐表面活性剂疏水链和连接基越长,cmc越小,且疏水链长度对表面活性剂性能的影响较大;Gemini双季铵盐表面活性剂的加入可显著提高阴离子表面活性剂SDBS和SDS的表面活性,当Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS或SDS的摩尔比为3:7时,复配体系的cmc最小,且与SDS复配体系的性能优于与SDBS的复配体系。

酯型双子季铵盐表面活性剂在微量铝测定中的应用

采用紫外-可见分光光度法研究酯型双子季铵盐阳离子表面活性剂(简称EDC)对铝-铬天青(简称CAS)络合体系性质影响。在甲基橙、邻菲罗啉和维生素C存在下,加入pH为6 8的醋酸-醋酸钠缓冲溶液,铝、铬天青和EDC形成蓝紫色配合物,其最大吸收峰为646nm,其表观摩尔吸光系数为1 03×105L·mol-1·cm-1。同时测定了十六烷基三甲基溴化铵(简称CTMAB)对铝-铬天青络合体系性质影响,以作对比。铝离子线性工作范围0 2mg/L～1 0mg/L,回收率95%,相对标准偏差3 8%,可用于样品中微量铝的测定。

含酯基非对称Gemini季铵盐表面活性剂的合成及表征

以月桂酸与2-二甲氨基乙醇为原料，经酯化反应，其产物与盐酸、环氧氯丙烷反应，合成中间体N-（3-氯-2-羟丙基）-N，N-二甲基月桂酸乙基氯化铵，再进-步合成3种含酯基非对称Gemini季铵盐表面活性剂（Ⅰ～Ⅲ），研究合成工艺，优化反应条件。中间体N-（3-氯-2-羟丙基）-N，N-二甲基月桂酸乙基氯化铵及3种目的产物经IR、^1HNMR验证。测定3种产物的临界胶团浓度CMC和γCMC。结果表明：所合成的3种产物具有很好的表面活性。

环氧类季铵盐表面活性剂在涤纶碱减量中应用

合成了三种环氧类季铵盐表面活性剂。在相同工艺条件下 ,将它们和不同类季铵盐表面活性剂作为碱减量催化促进剂对涤纶进行碱减量处理 ,并分析比较了减量的结果。结果表明:环氧类季铵盐表面活性剂对涤纶碱减量具有催化促进作用并具有较好的减量均匀性 。

m-s-m-s-m型三联新型季铵盐表面活性剂的合成与性能测定

Gemini新型表面活性剂是当今科学研究的热点。本研究采用二乙烯三胺与甲醛、甲酸进行甲基化反应合成了中间体五甲基二乙烯三胺,并通过红外光谱分析及电位滴定法分析测定其纯度。然后,在碳酸钠的催化作用下,与溴代十二烷在乙醇体系中发生季铵化反应生成最终产物m-s-m-s-m型三联新型季铵盐表面活性剂。在此基础上,通过单因素实验考察了原料摩尔比、反应温度、反应时间等因素对反应产率的影响。最后确定最佳摩尔比为溴代十二烷过量5%～10%、最佳温度为87℃、最佳反应时间为5 h。最后对提纯后产品的最低胶束浓度(cmc)、γcmc、克拉夫(Krafft)、熔点等性能进行了测定。

吡啶季铵盐表面活性剂的杀菌活性研究

目的:探讨吡啶季铵盐表面活性剂的杀菌性能。方法:采用定量法(GB15981-2005),无菌培养细菌。结果:经过测试,吡啶季铵盐表面活性剂对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌和白色念珠菌有显著杀灭能力。结论:吡啶季铵盐表面活性剂杀菌能力均大于传统的表面活性剂"1227",尤其溴化十二烷基乙基吡啶对白色念珠菌的杀菌率可达到98.8%,最小抑菌浓度和最小杀菌浓度所需药物浓度比较低,分别为40 mg/L、50 mg/L。

酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的合成与性能

合成了一系列酯基Gemini型季铵盐表面活性剂:烷基-α,ω-双(二甲基酰氧乙基溴化铵),标记为II-m-n(m=12,14;n=3,4,6);采用红外光谱和核磁共振进行结构表征.测定了相关的性能,结果表明,酯基Gemini型季铵盐表面活性剂具有很强的胶束生成能力,其临界胶束浓度(cmc)为2.63×10-4～ 4.17×10-4 mol·L-1(m=12)及2.88×10-5～ 4.46×10-5 mol·L-1(m=14),分别比相应的单季铵盐表面活性剂的临界胶束浓度低两个数量级;其泡沫稳定性、乳化性能和杀菌性明显优于相应的单季铵盐表面活性剂.

头基含羟基基团的季铵盐表面活性剂的合成及离子液晶行为研究

离子表面活性剂的头基化学对其所形成的离子液晶的性能有重要影响。合成了一种新型的头基附近含3个羟基基团的季铵盐表面活性剂N,N,N-三(2-羟乙基)-N-十二烷基溴化铵(简写为THDAB),并用热重分析(TG)、差热扫描量热法(DSC)、原位X射线粉末衍射(XRD)和偏光显微镜研究了其所形成的热致液晶相的性能。结果表明,THDAB可以在很宽的温度区间范围内(至少为96.9℃)形成近晶A相液晶(SmA相)。在液晶层内疏水链相互交错并呈周期性排列,层间距为3.06nm,极性层的厚度为1.39nm。分子结构中羟基的存在促使THDAB的SmA相的温度区间向低温延伸了近30℃且在最高温度160℃仍处于液晶区间。由此可见,多个羟基的存在对于液晶相的形成与稳定起着重要作用。

季铵盐表面活性剂引起非水混合溶剂的分相

当季铵盐表面活性剂在极性溶剂中具有合适溶解度时,它可使该极性溶剂与另一种非极性溶剂形成的混合溶剂自发分相,形成稳定的两相界面.借鉴表面活性剂双水相现象的概念,这种现象被称为表面活性剂非水双相(NSTP),也可简称为双油相.产生此种现象的原因被归结为季铵盐表面活性剂在极性溶剂中达到合适的溶解度时,从而逐出与之不亲合的非极性溶剂.

氟季铵盐表面活性剂的合成与发展

含氟季铵盐表面活性剂具有强的表面活性、强的耐热稳定性、较高的化学稳定性和憎水憎油等优异特性。综述了氟季铵盐表面活性剂的路线合成以及未来的发展前景。主要介绍了二烯丙基、羟基、胺基等特殊功能基团的氟季铵盐表面活性剂的合成以及其特殊的性能,最后论述了氟季铵盐的现况和未来的发展。

季铵盐表面活性剂辅助合成多级孔Hβ分子筛催化苯胺缩合性能研究

采用季铵盐表面活性剂辅助模板法合成了一系列多级孔Hβ(H-Hβ)分子筛,通过XRD、XRF、SEM、TEM、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD等表征方法对合成的H-Hβ分子筛物化性质进行分析,并在固定床反应器上对其催化苯胺缩合制二苯胺的性能进行了评价。结果表明,通过加入季铵盐表面活性剂,在合成的Hβ分子筛中成功引入了介孔,形成了微孔-介孔的复合孔道结构,增大了Hβ分子筛的孔容和孔径,有利于大分子的扩散。季铵盐表面活性剂碳链长度越长,合成的H-Hβ分子筛介孔孔容和孔径越大。相较于常规的Hβ分子筛(苯胺转化率为18.5%),H-Hβ分子筛可以显著提高苯胺转化率至31.0%~33.23%,二苯胺选择性都超过96%。另外,以十六烷基三甲基溴化铵为辅助试剂合成的H-Hβ分子筛随着硅铝比的减小,其酸量逐渐增多,苯胺转化率也逐渐提高,而选择性基本保持不变。

松香酯醇醚季铵盐表面活性剂的合成及性能研究

以松香、聚乙二醇为主要原料,经酯化、醚化和季铵化反应合成了3种不同相对分子质量的松香酯醇醚季铵盐表面活性剂。通过FT-IR对产物结构进行了分析和表征,并对该系列表面活性剂的表面活性、乳化性能、泡沫性能及HLB值进行了研究。研究结果表明,3种表面活性剂的CMC值分别为0.12、0.17、0.39 mmol/L,其对应的γCMC分别为24.6、23.6、33.8 mN/m;乳化力分别为15、22、16 min;HLB值分别为14.29、15.23、17.37。该系列松香酯醇醚季铵盐表面活性剂的CMC值、泡沫性能和HLB值随着相对分子质量的增加而增大。