功能材料在水-空氣界面上的吸附行為

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1、四川大學(xué)碩十學(xué)位論文功能材料在水一空氣界面上的吸附行為材料學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生張科指導(dǎo)教師吳大誠(chéng)本文從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)方面研究了一種功能材料——神經(jīng)酸鈉在水一空氣界面上的吸附行為。另外,本文還研究了神經(jīng)酸鈉與B.環(huán)糊精的相互作用。利用吊環(huán)法測(cè)定了神經(jīng)酸鈉水溶液在不同濃度時(shí)的平衡表面張力。得到的平衡表面張力與溶液濃度的曲線(Y—lgC曲線)為典型的普通表面活性劑的Y—lgC曲線。從該曲線上可以得到描述神經(jīng)酸鈉降低表面張力能力的參數(shù)YCMC,其值低為26.6mN/m。同時(shí)還得到另外兩個(gè)重要參數(shù),即pC20和CMC,前者表示神經(jīng)酸鈉降低表面張力的效率,其值為

2、4.96,后者即神經(jīng)酸鈉的臨界膠束濃度,其值為6.76x10~mol/L。這些數(shù)據(jù)表明神經(jīng)酸鈉具有明顯的表面活性。用經(jīng)典的Gibbs吸附等溫式分析了神經(jīng)酸鈉水溶液的Y--lgC曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明神經(jīng)酸鈉在水~空氣界面上的極限吸附量(F。)為4.16×10‘10mol/cm2,極限吸附分子面積(A。)為24.叭rim2。研究結(jié)果還表明神經(jīng)酸鈉的Krafft溫度在550C一580C范圍之內(nèi)。在一定范圍內(nèi)增加溶液中Na+的濃度,能明顯降低神經(jīng)酸鈉的CMC、提高神經(jīng)酸鈉降低表面張力的能力和效率。本文以液一液界面為例,研究了滴體積法的理論基礎(chǔ)。首先明確區(qū)分

3、了真實(shí)的懸滴半徑與實(shí)驗(yàn)所用毛細(xì)管滴頭半徑的不同。得出了要用滴體積法準(zhǔn)確測(cè)量表面活性劑水溶液的表面張力,必須保證真實(shí)的懸滴半徑與實(shí)驗(yàn)所用毛細(xì)管滴頭半徑相等的結(jié)論。利用滴體積法和吊片法,實(shí)驗(yàn)測(cè)得了神經(jīng)酸鈉在水一空氣界面上的動(dòng)態(tài)表面張力與時(shí)間的曲線(Y.--t曲線)。在后吸附階段,應(yīng)用描述表面活性劑的經(jīng)典方程式——word—Tordai方程的近似表達(dá)式(該式表明后吸附階段Y。與t-12成線性關(guān)系),研究了神經(jīng)酸鈉在水一空氣界面上的吸附動(dòng)力學(xué)。求出了擴(kuò)散系數(shù)這一描述神經(jīng)酸鈉分子在水一空氣界面上吸附動(dòng)力學(xué)的重要參數(shù),研究表明二嗡數(shù)d擷亂蔓摘要該擴(kuò)散系數(shù)在1

4、0-。一10_8(cm2/s)的數(shù)量級(jí)。通過(guò)進(jìn)一步研究擴(kuò)散系數(shù)與神經(jīng)酸鈉水溶液濃度的關(guān)系,得出了在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上,擴(kuò)散系數(shù)與濃度間存在線性關(guān)系的結(jié)論。本文還研究了B一環(huán)糊精對(duì)神經(jīng)酸鈉在水一空氣界面上吸附行為的影響。研究結(jié)果表明:在神經(jīng)酸鈉水溶液中不斷增加B一環(huán)糊精的濃度,神經(jīng)酸鈉水溶液的平衡表面張力值會(huì)逐漸增加最后達(dá)到純水的表面張力為止:另外,隨神經(jīng)酸鈉水溶液中且一環(huán)糊精濃度的增加,動(dòng)表面張力達(dá)到平衡表面張力值所需的時(shí)間逐漸縮短,后吸附階段擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大,即0一環(huán)糊精可以加快神經(jīng)酸鈉在水一空氣界面上的吸附速率。關(guān)鍵詞:神經(jīng)酸鈉;B一環(huán)糊精;水一空

5、氣界面;吸附:熱力學(xué);動(dòng)力學(xué)相互作用叫川火學(xué)碩士學(xué)位論義ADSORPTIONBEHAVl0ROFFUNCTIONALMATERLIALONⅥ艮盯ER—AIRn、『TERFACEMaterialogyGraduateKeZhangSupervisorDachengWuTheadsorptionbehaviorofafunctionalmaterial,i.e.sodiumnervonicacidatthewater—airinterfacewasinvestigatedintermsofboththermodynamicsandkiaeries.I

6、naddition.theinteractionbetweenthesodiumnervonicacidandB—cyclodextrinCDfB-CD)WaSstudiedinthispaper.Bythewayoftheringmethod,theequilibriumsurfacetensionwasmeasuredfortheaqueoussolutionofsodiumnervonicacidatdifferentbulkconcentrations.ThecurveofY-lgCbetweentheequilibriumsurface

7、tensionandthesolutionconcentrationofsodiumnervonicacidwasthetypicaloneoftheordinarysurfactants.Fromthiscurve,wecouldfinditsYCMC.whichisusedtodescribeforsodiumnervonicacidhavingtheabilitytodecreasetheinterfacialtensionaslowaS26.6mN/m.Atthesannetimetheothertwoimportantparameter

8、scouldbeobtained,includingthevalueofpC20andthevalueofCMC,theformerre

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