以zeta電位法研究了季銨Gemini表面活性劑亞甲基-α,ω-雙（十二烷基二甲基溴化銨）（12-s-12,s=2,6）在水溶液中修飾氣相二氧化硅（F-Si O2）粒子。這些粒子隨表面活性劑濃度C增加經(jīng)歷了表面從原先的親水到疏水再重新親水的改變,其中疏水粒子可以自發(fā)吸附在氣泡液膜中,從而很好地穩(wěn)定泡沫。重新親水的粒子脫附出液膜,僅留下表面活性劑穩(wěn)定氣泡。強(qiáng)的液膜彈性對(duì)應(yīng)于穩(wěn)定的泡沫。聯(lián)接鏈長(zhǎng)度影響了Gemini在F-SiO₂粒子表面的吸附,因而也影響了液膜的彈性和對(duì)泡沫的穩(wěn)定。超短s=2聯(lián)接鏈的12-2-12由于反離子解離不完全而帶有較少的正電荷,在粒子表面的初始吸附弱于12-6-12,但因此減少了吸附分子頭基間的靜電排斥,可以形成更致密的吸附層。由于12-2-12本身比12-6-12具有更強(qiáng)的界面吸附能力,F-SiO₂粒子和12-2-12的協(xié)同作用可以更好地穩(wěn)定泡沫體系。 

【文章來(lái)源】：物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016年08期 第2045-2051頁(yè) 北大核心

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Gemini表面活性劑12-s-12化學(xué)結(jié)構(gòu)式Scheme1ChemicalstructureoftheGeminisurfactant12-s-12

12-s-12,s=2,6)來(lái)修飾F-SiO2。這個(gè)系列Gemini表面活性劑的自組織性質(zhì)已被廣泛研究19，它們具有比相應(yīng)單體表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨，C12TABr)更強(qiáng)的界面吸附能力，因此被期望能很好地改性F-SiO2。聯(lián)接鏈?zhǔn)荊emini分子的重要結(jié)構(gòu)基團(tuán)，其長(zhǎng)度強(qiáng)烈影響了它們的自組織19，本文重點(diǎn)考察兩個(gè)典型長(zhǎng)度聯(lián)接鏈對(duì)改性微粒進(jìn)而穩(wěn)定泡沫的影響。2實(shí)驗(yàn)部分2.1試劑氣相二氧化硅(DegussaAerosil200，德國(guó)產(chǎn))，99.8%純度，BET法測(cè)得比表面積為(200±25)m2g－1。商品的透射電鏡(TEM)照片見(jiàn)圖1。12-s-12由本實(shí)驗(yàn)室合成，其純度經(jīng)核磁共振氫譜(1HNMR)和元素分析檢測(cè)20，分子結(jié)構(gòu)如示意圖1所示。示意圖1Gemini表面活性劑12-s-12化學(xué)結(jié)構(gòu)式Scheme1ChemicalstructureoftheGeminisurfactant12-s-122.2泡沫生成與性質(zhì)測(cè)試泡沫形成及性質(zhì)測(cè)試用自制的裝置21。在底部帶有玻璃砂芯的起泡管(管內(nèi)徑25mm，高度140mm)中加入5mL試液，待溫度恒定后，氣體以固定流速68mLmin－1經(jīng)毛細(xì)管通入起泡管底部，測(cè)定生成20mL泡沫的進(jìn)氣時(shí)間(tmin－1)。將生成泡沫體積與進(jìn)氣體積之比Rv定義為溶液起泡性參數(shù)：Rv=20/(t′S)(1)式中S為氣體流速(mLmin－1)，可由流量計(jì)讀出。在停止進(jìn)氣后，測(cè)定20mL泡沫衰減至一半所需的時(shí)間t1/2，作為泡沫的穩(wěn)定性參數(shù)。實(shí)驗(yàn)溫度通過(guò)恒溫水浴保持在(25.0±0.1)°C。2.3Zeta電位測(cè)定用zeta電位儀(ZetaPlus，美國(guó)Brookhaven儀器公司)測(cè)定。測(cè)試樣品在25°C下恒溫振蕩72h以達(dá)到吸咐平衡。移取1.5mL溶液置于比色皿中，插上電極，放入樣品池中。靜置30min后，利用光散射原理測(cè)定帶電微粒在外電場(chǎng)下的遷移，進(jìn)而計(jì)算zeta電位(ζ)。每個(gè)?

No.8孫小祥等：氣相二氧化硅/季銨Gemini表面活性劑穩(wěn)定的泡沫體系η=|ε*|ωsinθ(3)式中θ為擴(kuò)張模量的角，ω為界面面積正弦變化的頻率。以上實(shí)驗(yàn)測(cè)試在25°C進(jìn)行。3結(jié)果與討論3.1F-SiO2粒子表面原位疏水化F-SiO2粒子表面原位疏水化依靠F-SiO2粒子在水溶液中原位吸附表面活性劑來(lái)完成。圖2為F-SiO2/Gemini溶液的ζ隨表面活性劑濃度(C)變化的半對(duì)數(shù)曲線，可見(jiàn)隨著C增大，ζ的值從初始的負(fù)值(－22.8mV)快速上升，越過(guò)零ζ值后呈正值地趨向平臺(tái)。這個(gè)變化趨勢(shì)在微粒/陽(yáng)離子表面活性劑體系被普遍觀察到，反映了表面活性劑在微粒表面的吸附22,23：初始吸附通過(guò)靜電吸引進(jìn)行，表面活性劑以其陽(yáng)離子頭基附著在負(fù)電性的微粒表面，烷烴尾鏈朝向溶液，這減小了粒子的負(fù)電性(表現(xiàn)為ζ的上升)，同時(shí)增加了粒子的疏水性。在零ζ值之后，烷烴尾鏈間的疏水相互作用主導(dǎo)了進(jìn)一步的吸附，新吸分子通過(guò)其尾鏈與已吸附分子尾鏈間的相互作用實(shí)現(xiàn)了在粒子表面的定向富集，這增加了粒子的正電性，也使粒子重新獲得親水性。以Gemini為例的吸附機(jī)理示意于圖3中。從溶液表觀看(圖3)，在零ζ值附近樣品出現(xiàn)了明顯的沉淀(圖2兩個(gè)箭頭中間的區(qū)域)，對(duì)應(yīng)了吸附機(jī)理指明的疏水性粒子表面，在吸附更多表面活性劑使粒子重新呈現(xiàn)明顯親水性后，樣品又再次澄清。兩個(gè)Gemini表面活性劑達(dá)到零ζ值對(duì)應(yīng)的濃度Cz=0分別為0.049mmolL－1(s=2)和0.014mmolL－1(s=6)，前者高于后者，這與Gemini的聯(lián)接鏈長(zhǎng)度有關(guān)。已知這個(gè)Gemini系列的聯(lián)接鏈伸直長(zhǎng)度(ds)可由下式計(jì)算：ds=0.127(s+1)24，ds分別為0.381nm(s=2)和0.889nm(s=6)。在它們的單體表面活性劑C12TABr膠束中，兩個(gè)季銨頭基的靜電平衡?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米粒子微囊的界面自組裝[J]. 楊小超,莫志宏.  化學(xué)進(jìn)展. 2010(09)
[2]連接基團(tuán)鏈長(zhǎng)度對(duì)季銨鹽二聚表面活性劑C12-s-C12·2Br在水溶液中膠團(tuán)化行為的影響[J]. 鄭歐,趙劍曦,游毅.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2002(07)



本文編號(hào)：2900036