新工科背景下表面活性剂合成与应用课程培养工匠精神的探索与实践

新工科背景下,课程教育改革是培养高素质科技人才的重要途径。表面活性剂合成与应用课程针对目前教学过程中存在的教学内容交叉性强、学生学习积极性不高、理论与实践结合不紧密等问题,结合课程特点,通过完善教学大纲,更新优化教学内容,实施多元化教学模式等方法,在课程教学中融入工匠精神,提高教学质量和育人效果。

《表面活性剂合成与应用》课程思政的研究与探索

《表面活性剂合成与应用》是一门研究具有特定功能的表面活性剂的结构、性质、合成及应用的化学学科,在教学计划中具有重要地位。专业理论知识的学习只是学习过程的一部分,结合教材中每一章节内容,对思政元素进行充分挖掘,将课本理论知识与地域特点、中国优秀传统文化、时事焦点、科学思维、科学伦理、国家政策、党史的学习教育结合到教学中,实现知识传授和价值引导的双重目标、在不知不觉中完成思想政治教育,实现专业课程教育与思想政治教育的同向同行,努力达到全程教育、全人教育的教学效果。

国内外磷酸酯表面活性剂合成与应用研究现状及发展趋势

论述了国内外磷酸酯表面活性剂会成方法、反应机理、不同分子结构对产品性能影响、工业化装置改进及发展趋势。介绍了磷酸酯表面活性剂的新功能开发和在国家高新产业及工业领域应用新进展。

碳氟表面活性剂合成与应用研究

系统归纳了碳氟表面活性剂主要合成方法——电解氟化法、调聚法和齐聚法,对比分析了各种合成方法的优缺点及用于合成碳氟表面活性剂的重要中间体,探讨了其分子结构对生态环境的影响及其发展趋势,具有低生物积累性和低生物毒性的短链碳氟表面活性剂将是未来研究重点。阐述了碳氟表面活性剂在石油、消防等领域的应用现状。根据表面活性剂清洗含油钻屑的作用原理,提出了利用碳氟表面活性剂改变钻屑表面润湿性来清洗细粒含油钻屑的新思路。

咪唑啉型Gemini表面活性剂合成与应用进展

从合成和应用两个方面综述了近些年咪唑啉型Gemini表面活性剂的进展,包括归纳现有的咪唑啉型Gemini表面活性剂的合成方法及路线,按照不同的结构特点进行分析比较,并整理了目前咪唑啉型Gemini表面活性剂在金属防腐、乳化、材料制备等方面的应用,并将其与单体咪唑啉表面活性剂进行了对比,体现了其结构变化导致性能的优越性。同时,对目前咪唑啉型Gemini表面活性剂发展过程中存在的问题进行了分析,并对今后咪唑啉型Gemini表面活性剂的发展方向与应用前景进行了展望。

醇醚表面活性剂合成与应用

醇醚是多功能非离子表面活性剂，在日化工业中有着广泛用途，本文详细讨论了合成醇醚表面活性剂工艺条件，催化剂开发和筛选，以及在日化工业中的应用实例。

氟表面活性剂的合成及油田应用的最新进展(待续)

选择合适的化学品并采取高效低成本的合成方法对于油田应用来说至关重要。本综述介绍了用于制备氟表面活性剂的各种合成路线,并重点介绍了其在油田中的应用。氟表面活性剂是一类疏水基中氢原子全部或部分被氟原子取代的表面活性剂。与相应的碳氢表面活性剂相比,氟表面活性剂具有更低的表面张力、更好的界面张力降低效率、其含氟烷基既疏水又疏油、且具有高热稳定性和高化学稳定性的特点。这些特性使其成为多种应用的首选材料,包括但不限于消防、家居用品、起泡、涂料和油漆。尽管有这些吸引人的特性,但与氟表面活性剂有关的环境问题是扩大此类表面活性剂应用的主要障碍。本综述讨论了阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型表面活性剂的多种合成路线。重点介绍了合成的表面活性剂的表/界面活性。此外,还重点介绍了氟表面活性剂在油气工业中的应用。

氟表面活性剂的合成及油田应用的最新进展(续完)

1.5 gemini型氟表面活性剂.gemini表面活性剂因其独特的化学结构而广受关注。传统表面活性剂为单头单尾,而gemini表面活性剂则是双头双尾,头基间通过间隔基连结。gemini表面活性剂的物理化学性质包括较低的cmc和高于单体(常规)表面活性剂的表面性能。为寻找长碳氟链氟表面活性剂的替代品,Du等合成了一系列含有全氟醚链的gemini表面活性剂,并对其表面张力进行了研究。采用酰胺化反应和季铵化反应两步合成了gemini表面活性剂。在第1步中,N,N-二甲基-1,3-丙二胺分别与氟化酯或酰氟反应生成氟化酰胺中间体。第2步,该中间体与二溴化物反应,通过季铵化得到gemini表面活性剂(图17)[46]。

氨基甘油Gemini表面活性剂的合成与性质研究

以脂肪胺、缩水甘油及1,3-二氯-2-丙醇为原料,合成了一系列甘油胺为头基、羟基丙烷为连接基的非离子型Gemini表面活性剂。通过核磁共振(1HNMR、13CNMR)、高分辨质谱(HRMS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物的结构进行表征,并研究了它们的表面活性、润湿性、乳化性、起泡性和抑菌活性。结果表明,8-3(OH)-8在2.02 mmol/L时有较好的降低表面张力的效果,12-3(OH)-12具有最好的发泡性以及乳化性;8-3(OH)-8和12-3(OH)-12在水溶液中均呈稳定的纳米分散体系;8-3(OH)-8对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有最好的抑菌效果,在40μg/mL时抑菌率达90%以上。羟基丙烷为连接基的脂肪氨基甘油Gemini表面活性剂具有良好的应用前景。

表面活性剂在MOFs材料制备中的应用

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)具有比表面积大、孔径可调、性能可控等突出优点,在气体存储、吸附与分离、催化反应、传感等领域中有广泛的应用前景。表面活性剂在MOFs材料制备中,可以控制晶体的尺寸、孔径和几何形状,还可以限制纳米晶体的纵向生长,促进2D结构的形成,且制备出的MOFs材料结构稳定、不易坍塌。综述了常规表面活性剂和双子表面活性剂、离子液体表面活性剂等特种表面活性剂在MOFs材料制备中的应用,如用作模板剂、封端剂等。对表面活性剂在实现多级孔MOFs形貌和孔隙率的精确控制、特种表面活性剂及应用等进行了展望,为表面活性剂在MOFs材料制备中的应用指明了方向,也为MOFs材料的制备提供了更加丰富的路径。

乳糖酰胺改性有机硅表面活性剂SiC(8)N-LA的合成与性能

以1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(AT)、正辛基三甲氧基硅烷[SiC(8)]、四甲基氢氧化铵(TMAH)、乳糖酸(LA)为原料,通过二步反应合成了乳糖酰胺改性有机硅表面活性剂SiC(8)N-LA。通过单因素试验,确定了合成中间体SiC(8)N的最佳条件为:n(AT)∶n(SiC(8))∶n(TMAH)=6.2∶1∶0.05,反应温度为90℃,反应时间为3 h。中间体SiC(8)N收率可达87.89%,所得SiC(8)N-LA结构经过FT-IR确认。SiC(8)N-LA的表面张力为39.7 mN/m,临界胶束浓度为17.5 mg/L,具有优异的润湿性能。

一种阴离子Gemini表面活性剂的合成及在皮革工业中应用进展

磺酸盐Gemini表面活性剂是一种含有磺酸基亲水基团的新型阴离子表面活性剂,具有成胶束能力强、润湿性好、水溶性优良、表面吸附性能强、乳化分散性能好、抗菌和杀菌性等显著特点,可作为乳化剂、脱脂剂、加脂剂、印染助剂和涂饰剂等应用于制革工业,磺酸盐Gemini表面活性剂在日用化工、石油开采、纺织造纸、食品工业等领域也具有广泛的用途。研究分析总结了磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及在制革工业方面的应用,对磺酸盐Gemini表面活性剂的发展进行了展望。

表面活性剂辅助水热合成钼酸镧钠负极材料及性能研究

通过表面活性剂辅助水热合成了钼酸镧钠负极材料,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、循环伏安(CV)测试等对样品结构和电化学性能进行了研究.结果表明,与pH=10相比,pH=6时制备的钼酸镧钠负极材料具有更好的电化学性能,其在电流密度为0.1 A/g时,容量可达356.7 mAh/g,循环后库伦效率接近100%.

二苯并14-冠-4双链表面活性剂的合成

冠醚表面活性剂由冠醚作为亲水基团连接亲脂性的长链烷基构成,因其离子络合能力广泛应用于相转移催化、金属离子萃取以及膜分离领域。相比于单链的表面活性剂,双链表面活性剂由于其结构的特殊性具有独特的界面性质。为了制备一种冠醚双链表面活性剂,利用邻苯二酚和1,3-二溴丙烷通过亲核取代反应生成中间体二苯并-14-冠-4,通过酰基化和氧化重排反应在冠醚中间体的苯环上引入酯基,水解后得到羟基再与酰氯反应成功制备了冠醚双链表面活性剂D12-DB14C4。通过核磁氢谱和红外光谱对D12-DB14C4和中间体进行了表征,确认了反应产物的结构正确性。产物D12-DB14C4的纯度较高,产率为70%,为其在更多领域中应用提供了新的可能。

离子液体表面活性剂模板控制Nd_(2)O_(3)纳米颗粒的合成和形貌演化研究

研制一种新型离子液体表面活性剂模板,用于合成具有不同形态的单分散钕纳米颗粒。研究表面活性剂浓度和种类对制备过程的影响,采用多种分析技术对前驱体和Nd_(2)O_(3)纳米颗粒进行测定。结果表明,添加的表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(Cocoamidopropyl Betaine,CAPB)或1-十四烷基-3-甲基咪唑氯([C14mim]Cl)离子液体对产物有很大影响。随着CAPB浓度从0到20倍临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)的增加,Nd_(2)O_(3)的形貌从短纳米棒、纳米球、不规则薄片和高度规则的叶状纳米颗粒向环球形纳米颗粒转变,上述Nd_(2)O_(3)的物相都相同。然而,从形貌来看,添加[C14mim]Cl制备的Nd_(2)O_(3)与添加CAPB制备的Nd_(2)O_(3)有很大不同。表面活性剂浓度影响沉淀过程,表面活性剂形成不同的胶束结构,作为引导沉淀反应的液体模板。该合成过程简单,离子液体表面活性剂可用于制备纳米颗粒,组装具有新结构和新功能的纳米材料。

黏弹性表面活性剂复配性能研究及应用

研制清洁压裂液已成为油气田增产发展的趋势,本文对耐90℃的黏弹性表面活性剂复配体系进行研究,筛选出合适的添加剂,复配出最佳比例体系,并测试其耐温、耐剪切性能,对黏弹性表面活性剂的未来趋势进行展望。

基于表面活性剂在煤炭浮选中的应用研究

煤炭是一种重要的化石燃料,在工业、能源、交通、居民生活等方面发挥着不可替代的作用。浮选是煤炭加工利用的一种重要方法,通过浮选可以将煤炭中的有用矿物与脉石分离,提高煤炭的利用效率。在实际的浮选工作中,表面活性剂作为一种常用的助选剂,在其使用的过程中可以改善煤炭浮选效果,有利于气泡在矿粒表面的附着和矿粒的浮选。因此,对于表面活性剂在煤炭浮选中应用措施进行分析,具有一定的参考意义。

脂肽类表面活性剂及其应用研究进展(Ⅰ)——结构、性能及生物合成

介绍了脂肽类生物表面活性剂的结构、性能及生物合成方法,叙述了通过筛选高产脂肽类表面活性剂菌株、培养条件优化和基因改造等手段提高产物发酵产量的进展情况,论证了产量提升带来的工业化应用可行性。

含脂肪醇聚氧乙烯醚的磺酸盐双子表面活性剂的合成及应用研究

合成了两种含脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的双子表面活性剂:GS-TEG-AEO_(3)及GS-TEGAEO_(7),通过氢-1核磁共振波谱法和红外光谱验证了其分子结构,同时对双子表面活性剂的表面活性、泡沫性能和配方应用进行了研究。结果表明,相比AEO_(7),对应的双子表面活性剂具有更优的起泡性能和乳化能力,双子表面活性剂具有较高的表面活性(CMC=1.1×10^(-4) mol/L)。洗衣液配方研究中发现GSTEG-AEO_(7)可以代替AEO_(9),克服AEO_(9)降低黏度的缺点,同时皮脂去污更佳。

石油污染土壤修复及表面活性剂强化研究进展

石油污染土壤对生态环境和人体健康具有重大危害,物理、生物和化学修复技术是处理石油污染土壤常用的方法,但石油污染物在土壤中的吸附却限制了修复效果;表面活性剂对吸附于土壤中的疏水性有机污染物的解吸和迁移具有很好地促进作用,在石油污染土壤修复中发挥着越来越重要的作用。本文介绍了物理、生物和化学修复技术的研究现状和优缺点;阐述了表面活性剂的分类和作用机理,综述了表面活性剂与电动修复、生物修复和化学氧化修复联合应用的研究进展,简要介绍了应用表面活性剂的限制因素和环境风险。