煤瀝青與Gemini雙季銨鹽表面活性劑相互作用的模擬計(jì)算.pdf

1、分散劑在煤瀝青表面的潤(rùn)濕和吸附是決定其能否制得符合要求的煤瀝青水漿的關(guān)鍵因素。若要系統(tǒng)、深入研究分散劑與煤瀝青的潤(rùn)濕和吸附，則需對(duì)兩者的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行考察。雖然前期研究中采用元素分析、XPS、SEM-EDS、IR等手段對(duì)煤瀝青的組成進(jìn)行了分析，但所得結(jié)果僅為元素組成和含量、表面官能團(tuán)等，無法獲得煤瀝青的確切結(jié)構(gòu)信息。鑒于上述原因，本文依據(jù)煤瀝青的GC-MS分析結(jié)果，從中選擇兩個(gè)含量最大的組分苯并[e]熒蒽和苯并[ghi]苝作為煤瀝青的代表

2、結(jié)構(gòu)，采用量子化學(xué)計(jì)算的方法進(jìn)一步模擬苯并[e]熒蒽、苯并[ghi]苝與m-n-m型Gemini表面活性劑的相互作用，以期從理論上闡明并解釋煤瀝青與Gemini表面活性劑的作用原理，并為實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供理論依據(jù)。
　　采用量子化學(xué)方法對(duì)煤瀝青與Gemini表面活性劑的相互作用進(jìn)行研究，探究了兩者作用的熱力學(xué)參數(shù)、作用力、電荷變化，考察了不同的疏水鏈長(zhǎng)度、聯(lián)結(jié)基長(zhǎng)度對(duì)煤瀝青性能的影響，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　?。?）對(duì)于Gemini表面

3、活性劑的兩種構(gòu)型而言，非直鏈型的相比直鏈型的結(jié)合能要低，其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。而與煤瀝青作用后的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分子m-8-m與m-4-m系列非直鏈型的Gemini表面活性劑比直鏈型的結(jié)合能均較低，非直鏈型的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。分散劑與煤瀝青吸附作用體系直鏈型的8-4-8、8-8-8結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，非直鏈型的12-8-12、12-4-12、14-4-14構(gòu)型比較穩(wěn)定。進(jìn)行溶劑化效應(yīng)計(jì)算后分散劑的12-8-12、14-8-14、8-4-8、14-4-14構(gòu)型

4、比較穩(wěn)定。
　?。?）分析m-4-m與m-8-m系列的熱力學(xué)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，表面吸附為吸熱過程，是焓驅(qū)動(dòng)的過程，m-4-m整體分散過程自發(fā)性較好，m-8-m系列的分散過程自發(fā)性較差。而溶劑化效應(yīng)計(jì)算之后，考慮溶劑化效應(yīng)則吸附變?yōu)榉艧徇^程，屬于熵-焓共同驅(qū)動(dòng)的效果。兩個(gè)系列分散劑分散的體系都不能自發(fā)，m-4-m系列的吉布斯自由能變較大，相比m-8-m系列，m-4-m系列分散劑需要外界的能量要高。加入溶劑化后對(duì)整個(gè)分散體系影響較大。