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随着全球经济的发展以及科学技术领域的开拓,表面活性剂工业得到快速发展,其应用领域从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业、新型材料等方面。在其中的许多应用中,都潜在的包含着表面活性剂与高分子的相互作用。表面活性剂中胶束的形成在改变反应微环境方面所具有的特殊性质对反应速率的影响起着关键的作用。本论文研究了双子表面活性剂形成的胶束溶液在催化反应中的应用以及阳离子表面活性剂与聚电解质的相互作用。具体研究内容如下:1.合成了阳离子双子表面活性剂α,ω-双亚甲基-双(十六烷基二甲基溴化铵)(C16-2-C16)。利用电导率法测定了各种因素对其形成胶束能力即cmc的影响。在30℃和40℃下研究了双子表面活性剂形成的胶束对乙酸乙酯碱性水解的影响。C16-2-C16的cmc随着温度的升高而稍有增大;随着NaBr浓度的增加而降低;随着聚乙二醇浓度的增加而增加;添加乙二醇会使C16-2-C16的cmc减小,随着乙二醇的浓度增大又使其cmc增大。 在双子表面活性剂溶液中,乙酸乙酯碱性水解的速率常数随表面活性剂浓度的增加而有一定程度的增大,但当其浓度进一步增加时,水解速率常数呈现逐渐下降的趋势,并最终表现出对反应的禁阻。乙二醇会导致双子表面活性剂临界胶束浓度的改变,但对胶束体系催化酯水解的效率并没有大的影响,这可能与乙二醇的加入对胶束界面区域的微环境没有大的影响有关。 2.探讨了表面活性剂CTAB、双子表面活性剂C16-2-C16对纳米二氧化钛光催化降解染料茜素红的影响。结果表明:在碱性条件下,表面活性剂CTAB加速了染料的降解,且在其临界胶束浓度时,降解效果最好,这与CTAB在二氧化钛表面吸附以及CTAB对染料的增溶有关。在双子表面活性剂溶液中,茜素红的降解行为与在CTAB溶液中相似,但由于双子表面活性剂形成的胶束结构更紧密,胶束内核的疏水性更强,对水溶性的茜素红增溶能力相对较差,所以碱性条件下双子表面活性剂的催化降解茜素红的效果不如单链的CTAB好。当CTAB和C16-2-C16的浓度高于临界胶束浓度而进一步增加时,这时除了在二氧化钛颗粒表面形成的层状胶束增溶茜素红之外,在体相溶液中,胶束的数目也会增多,对染料也具有增溶作用。从而使得增溶于层状胶束中的颜料减少,反应速率相应的有所减小。 3.通过透光率测定,甲基橙光谱探针等手段,考察了阳离子表面活性剂CTAB与聚丙烯酸钠(PAAS)之间的相互作用,研究了氯苯在CTAB和CTAB-PAAS混合溶液中的增溶。结果表明:在表面活性剂未过量时,二者之间由于静电作用形成复合物沉淀,并且在二者电荷总量相等时,能最大限度的形成复合物沉淀,当表面活性剂过量时,由于疏水相互作用使得复合物沉淀溶解,且光谱探针研究表明CTAB与PAAS相互作用形成疏水微区。阳离子双子表面活性剂C14-10-C14与PAAS相互作用与CTAB和PAAS相互作用有相似行为。