表面活性剂在固液界面的吸附热力学

1、Thermodynamics of adsorption of surfactants atsolid-liquid interface表面活性剂在固液界面的吸附热力学 汇报人：xxx 指导老师：xxx教授 主讲内容： 1 1 检索结果 2 2 作者简介 3 3 文献介绍 1、检索结果关键词: Thermodynamics and adsorption and surfactants 2 出版机构 Pure and Applied Chemistry是由国际纯化学和应用化学联盟（IUPAC）出版的期刊，同时被SCI和EI收录，2013最新公布的影响因子是3.386作者简介 Name：La vo

2、n Duddleson Krumb Professor Citizen: United States Director, IUCRC for Advanced Studies in Novel Surfactants Director, Langmuir Center for Colloids and Interfaces Columbia University, New York, N.Y. 10027 Affiliation: Henry Krumb School of Mines, Department of Earth & Environmental EngineeringP.

3、 SomasundaranuP. Somasundaran著有或参编学术专著十五部，发表学术论文及专利700多篇，是国际权威期刊Colloid & surface 的名誉主编。u研究领域包括：表面与胶体化学，微生物材料，表面分子相互作用力光谱表征，聚合物与表面活性剂吸附，絮凝/分散，生物面现象，环境工程（废物处理），石油强化开采以及煤炭清洁技术等。3、文献介绍1.在水溶液里表面活性剂在固体表面的吸附对很多表面过程很重要，比如去污除垢，絮凝分散、开采石油、矿物浮选等其他的固液分离。因此，吸附机理的研究对提高这些过程的效率尤为重要背景背景 1 静电引力 2 共价键 2 吸附过程的 3 氢键

4、或吸附质和表面物质的非极性作用 影响因素 4 吸附质分子间的横向相互作用 5 溶剂化和去溶剂化作用 6 溶解物质和表面活性剂的相互作用 7 表面沉淀基于这些因素对吸附自由能的影响，本文对不同的吸附剂系统在固液界面的吸附和微测热结果对吸附机理进行探究 理论理论ci界面处吸附剂浓度cb吸附剂主体浓度 吸附剂从主体传递到 界面的自由能 *biG 吸附膜的厚度 吸附剂的量，molcm2 吸附推动力 i0biib-c =c expGRT0adsib= c expGRT00adsbi=GG0adsG20000000adselecchemc-cc-s=+HH OGGGGGGG 若忽略吸附剂从主体到界面的传递

5、介质的物理性质比如结构、介电常数不同所造成的差异0elecb=zGF静电作用共价键作用被吸附的表面活性剂分子间的链链粘合作用碳氢链和固体表面疏水位的作用氢键作用溶剂化和去溶剂化作用 特定表面活性剂的吸附等温线（如：用烷基磺酸盐浮选矾土）在一定浓度下显著增加，这是由于被吸附的长链表面活性剂之间在一定浓度下形成了类似于半胶束的二维横向聚集物，这产生的能量增加可以分为：静电力 半胶束化00elechmib-=cexpGGR T 代替 ，临界半胶束浓度 代替 n 是 和 的个数 是1mol 从水溶液中到半胶束状态的平均自由能 0hielecnln+lnHM CCGRTbccHMChn0hmG3-CH2

6、-CHh2CH吸附过程的热和标准熵可以通过表面活性剂的长链离子X来考虑，下面是X从溶液里传递到界面的过程：用上述方法测得的十二烷基磺酸盐吸附热和熵在一定浓度下显著变化，这和表面活性剂离子间相互作用形成二维半胶束聚集物的假设基本一致。更有趣的是，我们发现系统熵有一个净增加，这表明因为聚集，最初被孤立的表面活性剂长链包围的水分子的混乱度减少实验结果实验结果 第一 离子型和非离子型吸附剂以及两者的混合物的吸附机理 1 离子型表面活性剂 和非离子型表面活性剂 1:1混合系统8CS128C EO吸附等温线和吸附热线方向一致，则用微量量热法可以反映出吸附量的多少单独用 作表面活性剂，与1:1 混合物作表面

7、活性剂相比，熵效应较之弱，这也就是说离子型和非离子型表面活性剂的混合物的吸附效果较单独使用离子型的表面活性剂的好8CS8128/CS C EO8CS2 二甲苯磺酸盐表面活性剂为了更好地理解吸附机理，用微量量热法测定了三种二甲苯磺酸钠的同分异构体的吸附熵：2,5-对二甲基苯磺酸盐 2,4-间二甲基苯磺酸盐3,5-对二甲基苯磺酸盐1在半胶束区域2,4-间二甲基苯磺酸盐、2,5-对二甲基苯磺酸盐和3,5-对二甲基苯磺酸盐的吸附量低，主要由于以下两个方面：a 由于磺酸基的强诱导效应导致的烃基较低的疏水性b 半胶束中表面活性剂分子的磺酸基和甲基的较大的空间约束力2 3，5-对二甲基苯磺酸盐和2,5-对二甲基苯磺酸盐有相似的吸附焓，这解释了甲基的位置并没有磺酸基的位置那么重要，一旦半胶束形成，表面活性剂的焓就相同了 结论结论u1 1 在一定的表面活性剂浓度下，熵是主要的吸附驱动力u2 2 离子型和非离子型混合