陽離子表面活性劑聚集過程的熱力學(xué)研究.pdf

1、表面活性劑在環(huán)境水體中普遍存在，且能形成膠體從而包裹水體中的難溶性物質(zhì)，為了處理表面活性劑直接或者間接引起的水污染問題，有必要用熱力學(xué)的方法對其微觀聚集的行為進行探討。本研究依照從簡單到復(fù)雜的順序，選取十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、氯化銨(NH4Cl)、硫酸銨((NH4)2SO4)和乙二醇(EG)為模擬組分，通過表面張力Y、電導(dǎo)率K、粘度η和Zeta電位的溫度和組分濃度響應(yīng)，進行了組分變化的系統(tǒng)模擬

2、實驗。本文通過表面張力法確定了CTAC和CTAB純水體系在25℃時的臨界膠束聚集濃度CMC，膠束離解度β、膠束聚集數(shù)n和表面過剩吸附量r。跟蹤測定了溫度在20℃～50℃范圍內(nèi)不同濃度的CTAC、CTAB純水溶液，CTAC/NH4C1、CTAC/(NH4)2SO4鹽溶液以及CTAC/EG-H2O兩相溶劑體系的電導(dǎo)率，根據(jù)電導(dǎo)率K～CTAC(CTAB)濃度曲線，求得了CTAC在不同溫度時的CMC及B，借助質(zhì)量作用模型得出了對應(yīng)條件下的膠束化

3、熱力學(xué)參數(shù)。跟蹤測定了20℃到50℃時不同濃度的CTAC、CTAB純水溶液的粘度，求得了不同體系的粘度活化能。實驗結(jié)果表明：
　　 ⑴在實驗溫度范圍內(nèi)，CMC都隨溫度增加而增加，β隨溫度變化不大；在外加鹽存在的條件下，能顯著降低CMC，反離子對降低CMC作用的順序為SO42->CI在兩相溶劑中CMC值明顯增大，有機相乙二醇的比例越大，CMC值越大。
　　 ⑵不同體系的膠束化自由能△micGo在實驗溫度范圍內(nèi)都為負(fù)值，表明

4、膠束化過程可以自發(fā)進行；焓變△micHo均為負(fù)值，說明膠束化過程屬于放熱過程；熵變△micSo均為正值，說明膠束形成的過程是一個熵增的過程；CTAC、CTAB純水溶液以及CTAC鹽溶液的膠束化過程為熵驅(qū)動過程，CTAC/EG-H2O兩相體系的膠束化過程為焓驅(qū)動過程；CTAC、CTAB純水溶液以及CTAC/EG-H2O兩相體系均出現(xiàn)熵.焓補償效應(yīng)。
　　 ⑶電導(dǎo)率與溫度符合InK=EaRT+B關(guān)系式，由此求得了不同條件下的電導(dǎo)活化