十二烷基硫酸钠水溶液的动态表面吸附性质

范海明 张一诺 张进 王东英 高建波 康万利 孟祥灿 赵健 徐海

引用本文: 范海明, 张一诺, 张进, 王东英, 高建波, 康万利, 孟祥灿, 赵健, 徐海. 十二烷基硫酸钠水溶液的动态表面吸附性质[J]. 物理化学学报, 2013, 29(02): 351-357. doi: 10.3866/PKU.WHXB201211214 shu
Citation:  FAN Hai-Ming, ZHANG Yi-Nuo, ZHANG Jin, WANG Dong-Ying, GAO Jian-Bo, KANG Wan-Li, MENG Xiang-Can, ZHAO Jian, XU Hai. Dynamic Surface Adsorption Properties of Sodium Dodecyl Sulfate Aqueous Solution[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(02): 351-357. doi: 10.3866/PKU.WHXB201211214 shu

十二烷基硫酸钠水溶液的动态表面吸附性质

  • 基金项目:

    山东省&ldquo 

    泰山学者&rdquo 

    建设工程(ts20070704) (ts20070704)

    国家自然科学基金(51234007, 51104169) (51234007, 51104169)

    山东省自然科学基金(ZR2010EZ006, ZR2010BQ003)与中国石油大学(华东)国家大学生创新创业训练计划(201210425011)资助项目 (ZR2010EZ006, ZR2010BQ003)与中国石油大学(华东)国家大学生创新创业训练计划(201210425011)

摘要:

利用MPTC型气泡压力张仪研究了十二烷基硫酸钠(SDS)溶液在不同NaCl 浓度下的动态表面吸附性质, 分析了离子型表面活性剂在表面吸附层和胶束中形成双电层结构产生表面电荷对动态表面扩散过程和胶束性质的影响. 结果表明, SDS在表面吸附过程中, 表面电荷的存在会产生5.5 kJ·mol-1的吸附势垒(Ea), 显著降低十二烷基硫酸根离子(DS-)的有效扩散系数(Deff). 十二烷基硫酸根离子的有效扩散系数与自扩散系数(D)的比值(Deff/D)仅为0.013, 这表明SDS与非离子型表面活性剂不同, 在吸附初期为混合动力控制吸附机制. 加入NaCl可以降低吸附势垒. 当加入不小于80 mmol·L-1 NaCl后, Ea小于0.3 kJ·mol-1, Deff/D在0.8-1.2之间, 表现出与非离子型表面活性剂相同的扩散控制吸附机制. 同时, 通过分析SDS胶束溶液的动态表面张力获得了表征胶束解体速度的常数(k2). 发现随着NaCl 浓度的增大, k2减小, 表明SDS胶束表面电荷的存在会增加十二烷基硫酸根离子间的排斥力, 促进胶束解体.

English

    1. [1]

      (1) Rosen, M. J. Surfactant and Interfacial Phenomena; JohnWileyand Sons: New York, 1989.

      (1) Rosen, M. J. Surfactant and Interfacial Phenomena; JohnWileyand Sons: New York, 1989.

    2. [2]

      (2) Aveyard, R.; Haydon, D. A. An Introduction to the Principles of Surface Chemistry; Cambridge Univ. Press: London, 1973.(2) Aveyard, R.; Haydon, D. A. An Introduction to the Principles of Surface Chemistry; Cambridge Univ. Press: London, 1973.

    3. [3]

      (3) Myers, D. In Surfactant Science Series; Reiger, M. M., Rhein,L. D. Eds.; Marcal Dekker: New York, 1997; Vol. 68, pp 29-82.(3) Myers, D. In Surfactant Science Series; Reiger, M. M., Rhein,L. D. Eds.; Marcal Dekker: New York, 1997; Vol. 68, pp 29-82.

    4. [4]

      (4) Zhao, F. L. Principles of Enhanced Oil Recovery; ChinaUniversity of Petroleum Press: Dongying, 2006; pp 1-2.[赵福麟. EOR原理. 东营: 石油大学出版社, 2006:1-2.](4) Zhao, F. L. Principles of Enhanced Oil Recovery; ChinaUniversity of Petroleum Press: Dongying, 2006; pp 1-2.[赵福麟. EOR原理. 东营: 石油大学出版社, 2006:1-2.]

    5. [5]

      (5) McClements, D. J. Food Emulsions: Principles, Practice and Technology; CRC Press: Boca Raton, Florida, 2005.(5) McClements, D. J. Food Emulsions: Principles, Practice and Technology; CRC Press: Boca Raton, Florida, 2005.

    6. [6]

      (6) Fan, H. M.; Han, F.; Liu, Z.; Qin, L.; Li, Z. C.; Liang, D. H.;Ke, F. Y.; Huang, J. B.; Fu, H. L. J. Colloid Interface Sci. 2008,321, 227.(6) Fan, H. M.; Han, F.; Liu, Z.; Qin, L.; Li, Z. C.; Liang, D. H.;Ke, F. Y.; Huang, J. B.; Fu, H. L. J. Colloid Interface Sci. 2008,321, 227.

    7. [7]

      (7) Han, X.; Cheng, X. H.;Wang, J.; Huang, J. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 146. [韩霞, 程新皓, 王江,黄建滨. 物理化学学报, 2012, 28, 146.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201228146(7) Han, X.; Cheng, X. H.;Wang, J.; Huang, J. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 146. [韩霞, 程新皓, 王江,黄建滨. 物理化学学报, 2012, 28, 146.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201228146

    8. [8]

      (8) Valentini, J. E.; Thomas,W. R.; Sevenhuysen, P.; Jiang, T. S.;Lee, H. O.; Yi, L.; Yen, S. C. Ind. Eng. Chem. Res. 1991, 30,453. doi: 10.1021/ie00051a004(8) Valentini, J. E.; Thomas,W. R.; Sevenhuysen, P.; Jiang, T. S.;Lee, H. O.; Yi, L.; Yen, S. C. Ind. Eng. Chem. Res. 1991, 30,453. doi: 10.1021/ie00051a004

    9. [9]

      (9) Knoche, M.; Tamura, H.; Bukovac, M. J. J. Agric. Food Chem.1991, 39, 202. doi: 10.1021/jf00001a041(9) Knoche, M.; Tamura, H.; Bukovac, M. J. J. Agric. Food Chem.1991, 39, 202. doi: 10.1021/jf00001a041

    10. [10]

      (10) Tang, X. L.; Dong, J. F.; Li, X. F. J. Colloid Interface Sci. 2008,325, 223. doi: 10.1016/j.jcis.2008.05.055(10) Tang, X. L.; Dong, J. F.; Li, X. F. J. Colloid Interface Sci. 2008,325, 223. doi: 10.1016/j.jcis.2008.05.055

    11. [11]

      (11) Zhang, L.; Luo, L.; Zhao, S.; Xu, Z. C.; An, J. Y.; Yu, J. Y.J. Petro. Sci. Eng. 2004, 41, 189. doi: 10.1016/S0920-4105(03)00153-0(11) Zhang, L.; Luo, L.; Zhao, S.; Xu, Z. C.; An, J. Y.; Yu, J. Y.J. Petro. Sci. Eng. 2004, 41, 189. doi: 10.1016/S0920-4105(03)00153-0

    12. [12]

      (12) Zhao, Z. K.; Li, Z. S.; Zhao, S.; Qiao,W. H.; Cheng, L. B.Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2005, 259, 71.doi: 10.1016/j.colsurfa.2005.02.012(12) Zhao, Z. K.; Li, Z. S.; Zhao, S.; Qiao,W. H.; Cheng, L. B.Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2005, 259, 71.doi: 10.1016/j.colsurfa.2005.02.012

    13. [13]

      (13) Marinova, K. G.; Basheva, E. S.; Nenova, B.; Temelska, M.;Mirarefi, A.Y. Food Hydrocolloids 2009, 23, 1864. doi: 10.1016/j.foodhyd.2009.03.003(13) Marinova, K. G.; Basheva, E. S.; Nenova, B.; Temelska, M.;Mirarefi, A.Y. Food Hydrocolloids 2009, 23, 1864. doi: 10.1016/j.foodhyd.2009.03.003

    14. [14]

      (14) Chang, C. H.; Franses, E. I. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 1995, 100, 1. doi: 10.1016/0927-7757(94)03061-4(14) Chang, C. H.; Franses, E. I. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 1995, 100, 1. doi: 10.1016/0927-7757(94)03061-4

    15. [15]

      (15) Eastoe, J.; Dalton, J. S.; Rogueda, P. G. A.; Crooks, E. R.; Pitt,A. R.; Simister, E. A. J. Colloid Interface Sci. 1997, 188, 423.doi: 10.1006/jcis.1997.4778(15) Eastoe, J.; Dalton, J. S.; Rogueda, P. G. A.; Crooks, E. R.; Pitt,A. R.; Simister, E. A. J. Colloid Interface Sci. 1997, 188, 423.doi: 10.1006/jcis.1997.4778

    16. [16]

      (16) Ferrari, M.; Liggerieri, L.; Ravera, F. J. Phys. Chem. B 1998,102, 10521. doi: 10.1021/jp9827429(16) Ferrari, M.; Liggerieri, L.; Ravera, F. J. Phys. Chem. B 1998,102, 10521. doi: 10.1021/jp9827429

    17. [17]

      (17) Liggieri, L.; Ferrari, M.; Massa, A.; Francesca, F.; Ravera, F.Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 1999, 156, 455.doi: 10.1016/S0927-7757(99)00103-X(17) Liggieri, L.; Ferrari, M.; Massa, A.; Francesca, F.; Ravera, F.Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 1999, 156, 455.doi: 10.1016/S0927-7757(99)00103-X

    18. [18]

      (18) Eastoe, J.; Dalton, J. S. Adv. Colloid Interface Sci. 2000, 85,103. doi: 10.1016/S0001-8686(99)00017-2(18) Eastoe, J.; Dalton, J. S. Adv. Colloid Interface Sci. 2000, 85,103. doi: 10.1016/S0001-8686(99)00017-2

    19. [19]

      (19) Chatterjee, A.; Moulik, S. P.; Sanyal, S. K.; Mishra, B. K.; Puri,P. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12823. doi: 10.1021/jp0123029(19) Chatterjee, A.; Moulik, S. P.; Sanyal, S. K.; Mishra, B. K.; Puri,P. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12823. doi: 10.1021/jp0123029

    20. [20]

      (20) Ward, A. F. H.; Tordai, L. J. J. Chem. Phys. 1946, 14, 453. doi: 10.1063/1.1724167(20) Ward, A. F. H.; Tordai, L. J. J. Chem. Phys. 1946, 14, 453. doi: 10.1063/1.1724167

    21. [21]

      (21) Zhao, G. X.; Zhu, B. Y. Principles of Surfactant Action; Chinalight Industry Press: Beijing, 2003, pp 119-122. [赵国玺,朱瑶. 表面活性剂作用原理. 北京: 中国轻工业出版社,2003: 119-122.](21) Zhao, G. X.; Zhu, B. Y. Principles of Surfactant Action; Chinalight Industry Press: Beijing, 2003, pp 119-122. [赵国玺,朱瑶. 表面活性剂作用原理. 北京: 中国轻工业出版社,2003: 119-122.]

    22. [22]

      (22) Kamenka, N.; Lindman, B.; Brun, B. Colloid Polym. Sci. 1974,252, 144. doi: 10.1007/BF01555539(22) Kamenka, N.; Lindman, B.; Brun, B. Colloid Polym. Sci. 1974,252, 144. doi: 10.1007/BF01555539

    23. [23]

      (23) Ravera, F.; Liggieri, L.; Steinchen, A. J. Colloid Interface Sci.1993, 156, 109 doi: 10.1006/jcis.1993.1088(23) Ravera, F.; Liggieri, L.; Steinchen, A. J. Colloid Interface Sci.1993, 156, 109 doi: 10.1006/jcis.1993.1088

    24. [24]

      (24) Liggieri, L.; Ravera, F.; Passerone, A. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 1996, 114, 351. doi: 10.1016/0927-7757(96)03650-3(24) Liggieri, L.; Ravera, F.; Passerone, A. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 1996, 114, 351. doi: 10.1016/0927-7757(96)03650-3

    25. [25]

      (25) Noskov, B.A. Adv. Colloid Interface Sci. 2002, 95, 237. doi: 10.1016/S0001-8686(00)00085-3(25) Noskov, B.A. Adv. Colloid Interface Sci. 2002, 95, 237. doi: 10.1016/S0001-8686(00)00085-3

    26. [26]

      (26) Joos, P.; Rillaerts, E. J. Phys. Chem. 1982, 86, 3471. doi: 10.1021/j100214a040(26) Joos, P.; Rillaerts, E. J. Phys. Chem. 1982, 86, 3471. doi: 10.1021/j100214a040

    27. [27]

      (27) Makievski, A. V.; Fainerman, V. B.; Joos, P. J. Colloid Interface Sci. 1994, 166, 6. doi: 10.1006/jcis.1994.1264(27) Makievski, A. V.; Fainerman, V. B.; Joos, P. J. Colloid Interface Sci. 1994, 166, 6. doi: 10.1006/jcis.1994.1264

    28. [28]

      (28) Aniannson, E.;Wall, S. N.; Almgren, M.; Hoffmann, H.;Kielmann, I.; Ulbricht,W.; Zana, R.; Lang, J.; Tondre, C.J. Phys. Chem. 1976, 80, 905. doi: 10.1021/j100550a001(28) Aniannson, E.;Wall, S. N.; Almgren, M.; Hoffmann, H.;Kielmann, I.; Ulbricht,W.; Zana, R.; Lang, J.; Tondre, C.J. Phys. Chem. 1976, 80, 905. doi: 10.1021/j100550a001

    29. [29]

      (29) Tondre, C.; Zana, R. J. Colloid Interface Sci. 1978, 66, 544. doi: 10.1016/0021-9797(78)90074-7(29) Tondre, C.; Zana, R. J. Colloid Interface Sci. 1978, 66, 544. doi: 10.1016/0021-9797(78)90074-7

    30. [30]

      (30) Ulbricht,W.; Zana, R. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2001, 183 -185, 487.

      (30) Ulbricht,W.; Zana, R. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2001, 183 -185, 487.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  895
  • 文章访问数:  1872
  • HTML全文浏览量:  95
文章相关
  • 发布日期:  2013-01-14
  • 收稿日期:  2012-09-25
  • 网络出版日期:  2012-11-21
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章