不同類型表面活性劑界面聚集行為的研究.pdf

1、本文的主要內(nèi)容是用全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法，研究了表面活性劑在氣/液和液/液界面體系的聚集行為，從微觀尺度上探討了這些體系的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，獲得了一些創(chuàng)新性的結(jié)果。這些研究為理解、解釋以及預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象提供了幫助，對(duì)深入研究該體系提供良好的理論指導(dǎo)方法。 1.AOT分子在異辛烷/水界面的聚集行為 表面活性劑選用了AOT(AerosolOT，二-乙基己基琥珀酸酯磺酸鈉)，油相選擇了與AOT的疏水尾鏈有類似結(jié)構(gòu)的異辛烷。首

2、先通過實(shí)驗(yàn)手段測(cè)定了AOT在異辛烷/水界面的界面張力值，然后采用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法研究了異辛烷/水界面上AOT的結(jié)構(gòu)形態(tài)，以及這種界面聚集體受外加無機(jī)鹽的影響，將實(shí)驗(yàn)和模擬相結(jié)合來理解和解釋AOT的聚集行為。模擬結(jié)果表明：AOT作為界面改性劑可以在異辛烷/水界面形成單分子層，由于存在靜電相互作用，鹽的加入可以改變表面活性劑在異辛烷/水界面的排列，無機(jī)鹽的加入對(duì)AOT的聚集行為產(chǎn)生了明顯的影響(擴(kuò)散系數(shù)增大、徑向分布的峰值和濃度分布發(fā)生

3、變化)。 2.表面活性劑在氣/水界面的聚集行為 在本章中研究了十八烷基鹽酸胺(C18NH2·HCl)在氣/水界面的聚集行為，考察了表面活性劑自身濃度、體系溫度、外加無機(jī)鹽以及pH值對(duì)該體系聚集行為的影響。模擬結(jié)果表明：除溫度外，其它三個(gè)因素都對(duì)C18NH2·HCl在氣/水界面的聚集有較大的影響，在組分的濃度分布、聚集體形態(tài)、徑向分布函數(shù)以及擴(kuò)散系數(shù)上都有較為明顯的變化。 還研究了Gemini型表面活性劑C12C2

4、C12(12-2-12)與傳統(tǒng)單鏈表面活性劑DTAB在氣/水界面聚集行為的差異。Gemini型是一種新型的表面活性劑，與傳統(tǒng)的表面活性劑相比有許多獨(dú)特的性質(zhì)，且在許多性質(zhì)上都要優(yōu)于傳統(tǒng)的表面活性劑，比如Gemini型表面活性劑具有更高的表面活性，實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，理論模擬相對(duì)較少。模擬計(jì)算表明：通過對(duì)組分濃度、徑向分布函數(shù)以及擴(kuò)散系數(shù)的比較，可在微觀上得到Gemini型優(yōu)于傳統(tǒng)表面活性劑的原因所在。 本章的第三部分討論

5、了表面活性劑AOT和十二烷基甜菜堿(C12BE)復(fù)配體系在氣/水界面的聚集行為。先從實(shí)驗(yàn)上測(cè)量了單一體系的表面張力曲線，然后測(cè)量了AOT和C12BE摩爾比分別為2∶8、4∶6、6∶4以及8∶2體系的表面張力曲線，最后用全原子分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了該類體系，將實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果進(jìn)行比較和討論。 本論文的新穎之處： 1)將表面活性劑在液/液和氣/液界面聚集的體系簡(jiǎn)單化、模型化，為實(shí)驗(yàn)提出了理論模型。 2)模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，