表面活性剂在固液界面的吸附

1、固体-液体界面对表面活性剂的吸附，表面活性剂的定义：添加少量物质，显着改变溶液系统的表面状态。分子结构具有双亲性。一个是亲水，另一个是疏水集团。阳离子表面活性剂(包括阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂)、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、复合表面活性剂、其他表面活性剂等。吸附剂：具有吸附能力的固体物质。(固体)吸附材料：吸附材料。(表面活性剂)物理吸附：吸附剂和吸附剂之间的范德华力相互作用产生吸附。化学吸附：吸附剂和吸附剂之间发生化学反应，产生化学键的吸附。概述，吸附量，吸附等温线，l型：溶液浓度很快的时间吸附上升速度，随着浓度的增加，上升速度逐渐下降，最后趋于和平。非极性低能量固体表面上许多

2、表面活性剂的吸附等温线为l型。LS型： (双平台型)吸附在浓度低时迅速上升，达到1平台，一定范围的吸附浓度变化不大；如果溶液浓度继续上升到一定值，吸附就会突然增加，然后产生极限吸附量，从而产生异吸附平台的倾向。s类型：LS类型的特殊情况。在低浓度下，吸附量很小，达到一定浓度后，吸附量突然升高，倾向于向极限值。固体-液体界面上表面活性剂的吸附方式，(1)离子交换吸附，固体表面的半离子被相同电荷符号的表面活性剂离子取代而产生的吸附。(2)离子对吸附，固体表面未被半离子占用的部位和表面活性剂离子在电作用下的吸附。(3)氢键引起的吸附，固体表面和特定组表面活性剂之间形成氢键而产生的吸附。(4)疏水吸附

3、，疏水吸附表面活性剂的疏水期相互作用和逃离水中的倾向，在表面活性剂达到一定浓度时，在相互结合状态下吸附。(5)电子极化对其吸附，由表面活性剂分子中电子丰富的芳环和固体表面强正电子位置之间的作用引起的吸附。(6)分散力吸附，固体和表面活性剂之间的范德华力吸附。这种机制的吸附量随着表面活性剂分子量的增加而增加。(7)化学结合力产生的吸附，如n、o、p、s等，如果具有孤电子的原子被包含在吸附物中，则可能与特定金属原子发生共价键，即化学吸附。固体-液体界面上表面活性剂的吸附机理-两阶段模型，第一阶段：表面活性剂离子或分子通过静电重力或范德华力直接作用于固体表面吸附位而吸附。吸附平衡：固体空吸附位置单体

4、吸附单体第二阶段：表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上，以表面胶束或半胶束的形式吸附到固体表面。吸附平衡：(n-1)单体吸附单体表面胶束n是表面胶束聚集数，即LS型。利用此机制，由于各种表面活性剂固液吸附等温线、第一阶段、固体表面吸附位置数的限制，单体吸附随着表面活性剂溶液浓度的增加，很快趋于饱和。第二阶段，溶液浓度再次升高，表面活性剂浓缩在固体表面，是因为疏水链的结合，即开始形成胶束或半胶束，再次增加吸附量。表面胶束开始大量形成的浓度一般在比CMC稍低的区域，此浓度区域的吸附量急剧增加，溶液到达CMC后在溶液中大量形成胶束，溶液的单体浓度随着溶液总浓度的增加不再变化，固体-液体界面表面表面活性

5、剂的吸附也基本指向不变的饱和吸附状态。a)如果溶液中表面活性剂的浓度仅发生疏水缔合浓度范围，即单体吸附，则吸附等温线为l型。b)表面活性剂的疏水性效果强，在低浓度时疏水性可以结合，单体吸附和疏水效果发生在相同的浓度下，吸附等温线也为l型。，c)表面活性剂与固体表面的相互作用弱，或固体表面吸附位置小，则第一阶段单体吸附量小，吸附等温线1平台极少出现的情况下，等温线为s型。影响表面活性剂在固液界面吸附的因素，(1)表面活性剂的特性，表面活性剂的特性主要表现为亲水性和疏水性基础的特性。离子表面活性剂的亲水基带有电荷，容易吸附在带相反电荷的固体表面。a)对于各种类型的表面活性剂同系物，吸附量通常随着碳

6、原子数量的增加而增加。b)含聚氧乙烯的非离子表面活性剂，因为CMC的浓度增加。(2)温度a)固液界面上离子表面活性剂的吸附量一般随温度的增加而减少。温度上升，在水中溶解度增加，提高与水的亲和力；随着固体表面上的吸附趋势减弱，吸附量减少，b)非离子表面活性剂在温度低时溶于水，温度升高到云点时析出，固体表面上的吸附量随着温度的提高而增加。(3)介质的pH值主要是因为固体表面的电气特性取决于pH值。a)吸附剂在高pH时表面带负电荷，在低pH时带正电荷。换句话说，这种吸附剂的表面特性是性别。不同的PH具有不同的电气特性。b)阳离子表面活性剂容易吸附在高pH值上，阴离子表面活性剂易吸附在低pH值上。(4

7、)固体表面特性(吸附质特性)，分类：具有强带电吸附位置的吸附剂(硅酸盐、氧化铝等)、极性吸附剂(中性溶液的面、聚酯)、非极性吸附剂(石蜡、聚四氟乙烯等)。a)离子表面活性剂在吸附剂表面带有电荷等电荷时很难吸附，但随着表面活性剂浓度的增加，s型等温线b)带电荷的固体表面总是容易吸附l型或ls型等温线，得到l型或LS型等温线，并且(5)无机盐的影响，a)在无机盐溶液中添加中性无机盐，离子表面活性剂在固体上更容易吸附，最大吸附因为无机盐的存在压缩双层，吸附的表面活性剂离子间的斥力减少，可能排列得更紧密。相反，减少表面活性剂的CMC，对吸附也有好处。b)嗯，阳离子表面活性剂混合后，吸附量明显增加于单一表面活性剂。表面活性剂在固体-液体表面吸附中的应用，(1)固体表面润湿性变化，(2)金属表面的腐蚀抑制，金属表面与水或腐蚀性介质的接触可能由于电化学作用或金属表面的不均匀表面而腐蚀。添加缓蚀剂在金属表面形成吸附层，将水与腐蚀介质分离，可起到防腐作用。(3)离子交换机制对固体表面特性的影响，离子表面活性剂的吸附在固体表面的电电位没有变化，在