功能材料在水-空气界面上的吸附行为

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1、四川大学硕十学位论文功能材料在水一空气界面上的吸附行为材料学专业研究生张科指导教师吴大诚本文从热力学和动力学两个方面研究了一种功能材料——神经酸钠在水一空气界面上的吸附行为。另外，本文还研究了神经酸钠与B．环糊精的相互作用。利用吊环法测定了神经酸钠水溶液在不同浓度时的平衡表面张力。得到的平衡表面张力与溶液浓度的曲线(Y—lgC曲线)为典型的普通表面活性剂的Y—lgC曲线。从该曲线上可以得到描述神经酸钠降低表面张力能力的参数YCMC，其值低为26．6mN／m。同时还得到另外两个重要参数，即pC20和CMC，前者表示神经酸钠降低表面张力的效率，其值为

2、4．96，后者即神经酸钠的临界胶束浓度，其值为6．76x10～mol／L。这些数据表明神经酸钠具有明显的表面活性。用经典的Gibbs吸附等温式分析了神经酸钠水溶液的Y--lgC曲线。实验结果表明神经酸钠在水～空气界面上的极限吸附量(F。)为4．16×10‘10mol／cm2，极限吸附分子面积(A。)为24．叭rim2。研究结果还表明神经酸钠的Krafft温度在550C一580C范围之内。在一定范围内增加溶液中Na+的浓度，能明显降低神经酸钠的CMC、提高神经酸钠降低表面张力的能力和效率。本文以液一液界面为例，研究了滴体积法的理论基础。首先明确区分

3、了真实的悬滴半径与实验所用毛细管滴头半径的不同。得出了要用滴体积法准确测量表面活性剂水溶液的表面张力，必须保证真实的悬滴半径与实验所用毛细管滴头半径相等的结论。利用滴体积法和吊片法，实验测得了神经酸钠在水一空气界面上的动态表面张力与时间的曲线(Y．--t曲线)。在后吸附阶段，应用描述表面活性剂的经典方程式——word—Tordai方程的近似表达式(该式表明后吸附阶段Y。与t-12成线性关系)，研究了神经酸钠在水一空气界面上的吸附动力学。求出了扩散系数这一描述神经酸钠分子在水一空气界面上吸附动力学的重要参数，研究表明二嗡数d撷乱蔓摘要该扩散系数在1

4、0-。一10_8(cm2／s)的数量级。通过进一步研究扩散系数与神经酸钠水溶液浓度的关系，得出了在双对数坐标上，扩散系数与浓度间存在线性关系的结论。本文还研究了B一环糊精对神经酸钠在水一空气界面上吸附行为的影响。研究结果表明：在神经酸钠水溶液中不断增加B一环糊精的浓度，神经酸钠水溶液的平衡表面张力值会逐渐增加最后达到纯水的表面张力为止：另外，随神经酸钠水溶液中且一环糊精浓度的增加，动表面张力达到平衡表面张力值所需的时间逐渐缩短，后吸附阶段扩散系数逐渐增大，即0一环糊精可以加快神经酸钠在水一空气界面上的吸附速率。关键词：神经酸钠；B一环糊精；水一空

5、气界面；吸附：热力学；动力学相互作用叫川火学硕士学位论义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