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文檔簡介
1、本文的主要內(nèi)容是用全原子分子動力學(xué)模擬的方法,研究了表面活性劑在氣/液和液/液界面體系的聚集行為,從微觀尺度上探討了這些體系的動力學(xué)性質(zhì),獲得了一些創(chuàng)新性的結(jié)果。這些研究為理解、解釋以及預(yù)測實驗結(jié)果和現(xiàn)象提供了幫助,對深入研究該體系提供良好的理論指導(dǎo)方法。 1.AOT分子在異辛烷/水界面的聚集行為 表面活性劑選用了AOT(AerosolOT,二-乙基己基琥珀酸酯磺酸鈉),油相選擇了與AOT的疏水尾鏈有類似結(jié)構(gòu)的異辛烷。首
2、先通過實驗手段測定了AOT在異辛烷/水界面的界面張力值,然后采用分子動力學(xué)模擬的方法研究了異辛烷/水界面上AOT的結(jié)構(gòu)形態(tài),以及這種界面聚集體受外加無機鹽的影響,將實驗和模擬相結(jié)合來理解和解釋AOT的聚集行為。模擬結(jié)果表明:AOT作為界面改性劑可以在異辛烷/水界面形成單分子層,由于存在靜電相互作用,鹽的加入可以改變表面活性劑在異辛烷/水界面的排列,無機鹽的加入對AOT的聚集行為產(chǎn)生了明顯的影響(擴散系數(shù)增大、徑向分布的峰值和濃度分布發(fā)生
3、變化)。 2.表面活性劑在氣/水界面的聚集行為 在本章中研究了十八烷基鹽酸胺(C18NH2·HCl)在氣/水界面的聚集行為,考察了表面活性劑自身濃度、體系溫度、外加無機鹽以及pH值對該體系聚集行為的影響。模擬結(jié)果表明:除溫度外,其它三個因素都對C18NH2·HCl在氣/水界面的聚集有較大的影響,在組分的濃度分布、聚集體形態(tài)、徑向分布函數(shù)以及擴散系數(shù)上都有較為明顯的變化。 還研究了Gemini型表面活性劑C12C2
4、C12(12-2-12)與傳統(tǒng)單鏈表面活性劑DTAB在氣/水界面聚集行為的差異。Gemini型是一種新型的表面活性劑,與傳統(tǒng)的表面活性劑相比有許多獨特的性質(zhì),且在許多性質(zhì)上都要優(yōu)于傳統(tǒng)的表面活性劑,比如Gemini型表面活性劑具有更高的表面活性,實驗上已經(jīng)進行了大量的研究,理論模擬相對較少。模擬計算表明:通過對組分濃度、徑向分布函數(shù)以及擴散系數(shù)的比較,可在微觀上得到Gemini型優(yōu)于傳統(tǒng)表面活性劑的原因所在。 本章的第三部分討論
5、了表面活性劑AOT和十二烷基甜菜堿(C12BE)復(fù)配體系在氣/水界面的聚集行為。先從實驗上測量了單一體系的表面張力曲線,然后測量了AOT和C12BE摩爾比分別為2∶8、4∶6、6∶4以及8∶2體系的表面張力曲線,最后用全原子分子動力學(xué)方法模擬了該類體系,將實驗和模擬結(jié)果進行比較和討論。 本論文的新穎之處: 1)將表面活性劑在液/液和氣/液界面聚集的體系簡單化、模型化,為實驗提出了理論模型。 2)模擬與實驗相結(jié)合,
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