琥珀酸酯磺酸盐型gemini表面活性剂合成及性能的研究

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1、摘要lUlIIIIIIIIIIIIIIlUlIIlUIIIIIY2233593本文以马来酸酐、乙二醇及十二醇、十四醇、十六醇、十八醇为原料，活性炭负载磷钨酸为催化剂，合成Gemini．12、Gemini．14、Gemini．16和Gemini一18，利用红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了表征，其中Gemini．14、Gemini-16和Gemini-18为未见文献报道的新化合物。将活性炭负载的杂多酸绿色环保型催化剂用于双酯合成反应，分别选择磷钨酸、硅钨酸、磷钼酸三种杂多酸作催化剂，通过正交实验筛选出最佳催化剂为磷钨酸，并用于Gemini．12、

2、Gemini．14、Gemini．16及Gemini．18的双酯合成反应中。以Gemini．12合成为例，采用正交实验法确定单酯化、双酯化及磺化反应的最佳条件，在此条件下，4种Gemini表面活性剂合成反应的酯化率均超过85％，磺化率达到90％以上。对所合成的4种Gemini表面活性剂的表面张力、Kram温度、乳化性能、泡沫性能进行了测试。结果显示，4种Gemini表面活性剂都具有较低的临界胶束浓度(cmc)，其中Gemini．14的表面活性最好，其托m。可达到20．11mN／m；与此同时4种表面活性剂具有较低的Krafft温度，体现出较好的乳化

3、性和泡沫性，可在不同领域得到广泛的应用。讨论了烷基链长度与Gemini．n各性能的变化关系，说明烷基链的长度对表面活性剂的性能存在着一定的影响。以辽河油田三采稠油作为研究对象，测试了Gemini．n的油／水界面张力，结果显示单一组分在降低油／水界面张力方面效果并不十分明显。依据表面活性剂复配原则，通过正交实验对合成的4种Gemini表面活性剂与SDBS的复配体系进行筛选，结果表明，其与SDBS具有良好的协同效应，复配体系能够有效降低油／水界面张力，最低界面张力甚至达到10。5mN／m数量级。将上述最佳复配方案体系用于初步的油砂分离实验，其中Gem

4、ini．12、Gemini．14、Gemini．16最佳复配体系的洗油效果非常明显，洗涤后砂中油的残留量分别为1．62％，1．43％，1．75％，达到国家关于废矿物油回收利用污染控制技术规范的标准。关键词：磺酸盐型Gemini表面活性剂，杂多酸催化，表面活性，界面张力，复配AbstractInthispaper，Gemini．12，Gemini．14，Gemini-16andGemini-18weresynthesizedusing1-dodecanol，1-tetradecanol，1．hexadecanol，1-octadecanol，mal

5、eicanhydrideandethyleneglycolasstartingmaterials．ThestructureofthetargetcompoundswereidentifiedbyIRand1HNMR,andGemini．14，Gemini．16andGemini．18arenewcompounds．Activatedcarbonsupportedheteropolyacidwasusedasthegreencatalystfordouble．esterificationreactionwhichincludesphospho·wo

6、lframicacid，phosphato-molybdicacidandsilicotungsticacid．ComparingtheeffectofcatalysisonthesynthesisofGemini-12，phospho-wolframicacidwastheoptimalcatalytic，furthermoreitwasusedinthesynthesisofGemini一14，Gemini-16andGemini-18，andthecatalyticeffectwerealsosignificant．Thebestcondi

7、tionsofsingleesterification，double-esterificationandsulfonationwereobtainedbytheorthogonalexperimentwiththesynthesisofGemini一12，whereaftertheywereusedforthesynthesesofGemini一14，Gemini-16andGemini-18，theesterificationrateweremorethan85％andsulfonatedrateweremorethan90％．Thesurfa

8、cetension，Kraffttemperature，foamingabilityandemulsifiabilityoftheGem