界面扩张流变法研究C12mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

岳玲 何紫萌 王雨琴 尚亚卓 刘洪来

引用本文: 岳玲, 何紫萌, 王雨琴, 尚亚卓, 刘洪来. 界面扩张流变法研究C12mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响[J]. 物理化学学报, 2014, 30(12): 2291-2299. doi: 10.3866/PKU.WHXB201410222 shu
Citation:  YUE Ling, HE Zi-Meng, WANG Yu-Qin, SHANG Ya-Zhuo, LIU Hong-Lai. Effect of the Surfactant C12mimBr on the Aggregation Behavior of Gemini12-2-12 at an Air/Water Interface, Investigated Using an Interfacial Dilational Rheology Method[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(12): 2291-2299. doi: 10.3866/PKU.WHXB201410222 shu

界面扩张流变法研究C12mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21173079, 91334203, 21476072)资助项目 (21173079, 91334203, 21476072)

摘要:

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C12-(CH2)2-C12·2Br (Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C12mimBr)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等, 探讨了C12mimBr 对C12mimBr/Gemini12-2-12 混合体系界面性质的影响及C12mimBr 对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制. 结果表明, 随着离子液体表面活性剂的不断引入, 体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短, 扩张模量和相角明显降低, 界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜; 同时, 界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化, 慢弛豫过程消失, 快弛豫过程占主导地位, 且离子液体浓度越高, 快弛豫的贡献越大. 这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C12mimBr参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果. 少量离子液体表面活性剂C12mimBr 的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12 界面上的空位, 形成混合界面吸附膜. 随着C12mimBr 含量的增加, 嵌入界面的C12mimBr 分子数不断增多, 导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链“解缠”, 在体相和界面分子扩散交换的过程中“解缠”的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相, 与此同时, C12mimBr 分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子, 最终界面几乎完全被C12mimBr分子所占据.

English

    1. [1]

      (1) Wu, S. S. Chemical World 1990, 1, 44. [吴树森. 化学世界, 1990, 1, 44.]

      (1) Wu, S. S. Chemical World 1990, 1, 44. [吴树森. 化学世界, 1990, 1, 44.]

    2. [2]

      (2) Li, H. Z. The Chinese Journal of Process Engineering 2006, 6 (6), 991. [李洪钟. 过程工程学报, 2006, 6 (6), 991.](2) Li, H. Z. The Chinese Journal of Process Engineering 2006, 6 (6), 991. [李洪钟. 过程工程学报, 2006, 6 (6), 991.]

    3. [3]

      (3) Richardson, R. M.; Pelton, R.; Cosgrove, T.; Zhang, J. Macromolecules 2000, 33, 6269. doi: 10.1021/ma000095p(3) Richardson, R. M.; Pelton, R.; Cosgrove, T.; Zhang, J. Macromolecules 2000, 33, 6269. doi: 10.1021/ma000095p

    4. [4]

      (4) Noskov, B. A.; Alexandrov, D. A.; Loglio, G.; Miller, R. Colloids Surf. A 1999, 156, 307. doi: 10.1016/S0927-7757(99)00082-5(4) Noskov, B. A.; Alexandrov, D. A.; Loglio, G.; Miller, R. Colloids Surf. A 1999, 156, 307. doi: 10.1016/S0927-7757(99)00082-5

    5. [5]

      (5) Bonfillon, A.; Langevin, D. Langmuir 1993, 9, 2172. doi: 10.1021/la00032a045(5) Bonfillon, A.; Langevin, D. Langmuir 1993, 9, 2172. doi: 10.1021/la00032a045

    6. [6]

      (6) Bonfillon, A.; Langevin, D. Langmuir 1994, 10, 2965. doi: 10.1021/la00021a020(6) Bonfillon, A.; Langevin, D. Langmuir 1994, 10, 2965. doi: 10.1021/la00021a020

    7. [7]

      (7) Regismond, T. A.; Gracie, K. D.;Winnik, F. M.; ddard, E. D. Langmuir 1997, 13, 5558. doi: 10.1021/la9702289(7) Regismond, T. A.; Gracie, K. D.;Winnik, F. M.; ddard, E. D. Langmuir 1997, 13, 5558. doi: 10.1021/la9702289

    8. [8]

      (8) Babak, V. G.; Merkovich, E. A.; Galbraikh, L. S. Mendeleev Commun. 2000, 94.(8) Babak, V. G.; Merkovich, E. A.; Galbraikh, L. S. Mendeleev Commun. 2000, 94.

    9. [9]

      (9) Babak, V. G.; Lukina, I.; Vikhoreva, G. A.; Desbrieres, J.; Rinaudo, M. Colloids Surf. A 1999, 147, 139. doi: 10.1016/S0927-7757(98)00752-3(9) Babak, V. G.; Lukina, I.; Vikhoreva, G. A.; Desbrieres, J.; Rinaudo, M. Colloids Surf. A 1999, 147, 139. doi: 10.1016/S0927-7757(98)00752-3

    10. [10]

      (10) Babak, V. G.; Desbrieres, J. Colloid Polym. Sci. 2006, 284, 745. doi: 10.1007/s00396-005-1427-x(10) Babak, V. G.; Desbrieres, J. Colloid Polym. Sci. 2006, 284, 745. doi: 10.1007/s00396-005-1427-x

    11. [11]

      (11) Babak, V. G.; Baros, F.; Boury, F.; Desbrieres, J.; Vikhoreva, G. A. Mendeleev Commun. 2008, 18, 35. doi: 10.1016/j.mencom.2008.01.014(11) Babak, V. G.; Baros, F.; Boury, F.; Desbrieres, J.; Vikhoreva, G. A. Mendeleev Commun. 2008, 18, 35. doi: 10.1016/j.mencom.2008.01.014

    12. [12]

      (12) Babak, V. G.; Auzely, R.; Rinaudo, M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9519. doi: 10.1021/jp0718653(12) Babak, V. G.; Auzely, R.; Rinaudo, M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9519. doi: 10.1021/jp0718653

    13. [13]

      (13) Noskov, B. A.; Loglio, G.; Miller, R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18615. doi: 10.1021/jp046560s(13) Noskov, B. A.; Loglio, G.; Miller, R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18615. doi: 10.1021/jp046560s

    14. [14]

      (14) Noskov, B. A.; Lin, S. Y.; Loglio, G.; Rubio, R. G.; Miller, R. Langmuir 2006, 22, 2647. doi: 10.1021/la052662d(14) Noskov, B. A.; Lin, S. Y.; Loglio, G.; Rubio, R. G.; Miller, R. Langmuir 2006, 22, 2647. doi: 10.1021/la052662d

    15. [15]

      (15) Fainerman, V. B.; Petkov, J. T.; Miller, R. Langmuir 2008, 24, 6447. doi: 10.1021/la704058y(15) Fainerman, V. B.; Petkov, J. T.; Miller, R. Langmuir 2008, 24, 6447. doi: 10.1021/la704058y

    16. [16]

      (16) Noskov, B. A.; Gri riev, D. O.; Latnikova, A. V.; Lin, S. Y.; Loglio, G.; Miller, R. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13398. doi: 10.1021/jp905413q(16) Noskov, B. A.; Gri riev, D. O.; Latnikova, A. V.; Lin, S. Y.; Loglio, G.; Miller, R. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13398. doi: 10.1021/jp905413q

    17. [17]

      (17) Fainerman, V. B.; Aksenenko, E. V.; Zholob, S. A.; Petkov, J. T.; Yorke, J.; Miller, R. Langmuir 2010, 26, 1796. doi: 10.1021/la9024926(17) Fainerman, V. B.; Aksenenko, E. V.; Zholob, S. A.; Petkov, J. T.; Yorke, J.; Miller, R. Langmuir 2010, 26, 1796. doi: 10.1021/la9024926

    18. [18]

      (18) Fang, H. B.; Zong, H.; Mao, L. T.; Zhang, L.; Cui, G. Z.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2010, 31, 1652.(18) Fang, H. B.; Zong, H.; Mao, L. T.; Zhang, L.; Cui, G. Z.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2010, 31, 1652.

    19. [19]

      (19) Zhou, Z. H.; Zhang, L.; Xu, Z. C.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 95.(19) Zhou, Z. H.; Zhang, L.; Xu, Z. C.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 95.

    20. [20]

      (20) Wang, Z. L.; Li, Z. Q.; Zhang, L.; Huang, H. Y.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Chem. Eng. Data 2011, 56, 2393. doi: 10.1021/je1013312(20) Wang, Z. L.; Li, Z. Q.; Zhang, L.; Huang, H. Y.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Chem. Eng. Data 2011, 56, 2393. doi: 10.1021/je1013312

    21. [21]

      (21) Zhang, J. C.; Zhang, L.;Wang, X. C.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 372. doi: 10.1080/01932691003662381(21) Zhang, J. C.; Zhang, L.;Wang, X. C.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 372. doi: 10.1080/01932691003662381

    22. [22]

      (22) Song, X.W.; Zhang, L.;Wang, X. C.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 247. doi: 10.1080/01932691003657001(22) Song, X.W.; Zhang, L.;Wang, X. C.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 247. doi: 10.1080/01932691003657001

    23. [23]

      (23) Cui, X. H.; Zhang, L.; Luo, L.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Colloids Surf. A 2010, 369, 106. doi: 10.1016/j.colsurfa.2010.08.012(23) Cui, X. H.; Zhang, L.; Luo, L.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Colloids Surf. A 2010, 369, 106. doi: 10.1016/j.colsurfa.2010.08.012

    24. [24]

      (24) Sun, H. Q.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 389. doi: 10.1080/01932691003662407(24) Sun, H. Q.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 389. doi: 10.1080/01932691003662407

    25. [25]

      (25) Ma, B. D.; Zhang, L.; Gao, B. Y.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Colloid Polym. Sci. 2011, 289, 911. doi: 10.1007/s00396-011-2415-y(25) Ma, B. D.; Zhang, L.; Gao, B. Y.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Colloid Polym. Sci. 2011, 289, 911. doi: 10.1007/s00396-011-2415-y

    26. [26]

      (26) He, F.; Xu, G. Y.; Pang, J. Y.; Ao, M. Q.; Han, T. T.; ng, H. J. Langmuir 2011, 27, 538. doi: 10.1021/la103478c(26) He, F.; Xu, G. Y.; Pang, J. Y.; Ao, M. Q.; Han, T. T.; ng, H. J. Langmuir 2011, 27, 538. doi: 10.1021/la103478c

    27. [27]

      (27) Zhu, Y. Y.; Xu, G. Y.; Xin, X.; Zhang, H. X.; Shi, X. F. J. Chem. Eng. Data 2009, 54, 989. doi: 10.1021/je800788f(27) Zhu, Y. Y.; Xu, G. Y.; Xin, X.; Zhang, H. X.; Shi, X. F. J. Chem. Eng. Data 2009, 54, 989. doi: 10.1021/je800788f

    28. [28]

      (28) Che, Y. J.; Cao, J.; ng, H. J.; Xu, G. Y.; Tan, Y. B. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 174. doi: 10.1080/01932691003656698(28) Che, Y. J.; Cao, J.; ng, H. J.; Xu, G. Y.; Tan, Y. B. J. Dis. Sci. Technol. 2011, 32, 174. doi: 10.1080/01932691003656698

    29. [29]

      (29) Pei, X. M.; You, Y.; Zhao, J. X.; Deng, Y. S.; Li, E. J.; Li, Z. X. J. Colloid Interface Sci. 2010, 351, 457. doi: 10.1016/j.jcis.2010.07.076(29) Pei, X. M.; You, Y.; Zhao, J. X.; Deng, Y. S.; Li, E. J.; Li, Z. X. J. Colloid Interface Sci. 2010, 351, 457. doi: 10.1016/j.jcis.2010.07.076

    30. [30]

      (30) You, Y.; Zhong, B. X.; Zhao, J. X. Colloid Polym. Sci. 2010, 288, 1359. doi: 10.1007/s00396-010-2265-z(30) You, Y.; Zhong, B. X.; Zhao, J. X. Colloid Polym. Sci. 2010, 288, 1359. doi: 10.1007/s00396-010-2265-z

    31. [31]

      (31) Zhao, J. X.; Deng, Y. S.; Pei, X. M. Colloids Surf. A 2010, 369, 34. doi: 10.1016/j.colsurfa.2010.07.027(31) Zhao, J. X.; Deng, Y. S.; Pei, X. M. Colloids Surf. A 2010, 369, 34. doi: 10.1016/j.colsurfa.2010.07.027

    32. [32]

      (32) Wu, X. N.; Zhao, J. X.; Li, E. J.; Zou,W. S. Colloid Polym. Sci. 2011, 289, 1025. doi: 10.1007/s00396-011-2425-9(32) Wu, X. N.; Zhao, J. X.; Li, E. J.; Zou,W. S. Colloid Polym. Sci. 2011, 289, 1025. doi: 10.1007/s00396-011-2425-9

    33. [33]

      (33) Angle, C.W.; Hua, Y. J. Energy Fuels 2012, 26, 6228. doi: 10.1021/ef300846z(33) Angle, C.W.; Hua, Y. J. Energy Fuels 2012, 26, 6228. doi: 10.1021/ef300846z

    34. [34]

      (34) Angle, C.W.; Hua, Y. J. Energy Fuels 2013, 27, 3613. doi: 10.1021/ef4003928(34) Angle, C.W.; Hua, Y. J. Energy Fuels 2013, 27, 3613. doi: 10.1021/ef4003928

    35. [35]

      (35) Reichert, M. D.;Walker, L. M. Langmuir 2013, 29, 1857. doi: 10.1021/la4000395(35) Reichert, M. D.;Walker, L. M. Langmuir 2013, 29, 1857. doi: 10.1021/la4000395

    36. [36]

      (36) Takajo, Y.; Yamanaka, M.; Rubio, R. G.; Takiue, T.; Matsubara, H.; Aratono, M. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 1097. doi: 10.1021/jp311283a(36) Takajo, Y.; Yamanaka, M.; Rubio, R. G.; Takiue, T.; Matsubara, H.; Aratono, M. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 1097. doi: 10.1021/jp311283a

    37. [37]

      (37) Zana, R.; Benrraou, M.; Rueff, R. Langmuir 1991, 7, 1072. doi: 10.1021/la00054a008(37) Zana, R.; Benrraou, M.; Rueff, R. Langmuir 1991, 7, 1072. doi: 10.1021/la00054a008

    38. [38]

      (38) Lucassen, J.; Van Den Tempel, M. Chemical Engineering Science 1972, 27, 1283. doi: 10.1016/0009-2509(72)80104-0(38) Lucassen, J.; Van Den Tempel, M. Chemical Engineering Science 1972, 27, 1283. doi: 10.1016/0009-2509(72)80104-0

    39. [39]

      (39) Lucassen-Reynders, E. H. Anionic Surfactants; MercelDekker: Inc.: New York, 1981, p 173.(39) Lucassen-Reynders, E. H. Anionic Surfactants; MercelDekker: Inc.: New York, 1981, p 173.

    40. [40]

      (40) van den Tempel, M.; Lucassen-Reynders, E. H. Advances in Colloid and Interface Science 1983, 18, 281. doi: 10.1016/0001-8686(83)87004-3(40) van den Tempel, M.; Lucassen-Reynders, E. H. Advances in Colloid and Interface Science 1983, 18, 281. doi: 10.1016/0001-8686(83)87004-3

    41. [41]

      (41) Wu, D.; Feng, Y. J.; Xu, G. Y.; Chen, Y. J.; Cao, X. R.; Li, Y. M. Colloids Surf. A 2007, 299, 117. doi: 10.1016/j.colsurfa.2006.11.031(41) Wu, D.; Feng, Y. J.; Xu, G. Y.; Chen, Y. J.; Cao, X. R.; Li, Y. M. Colloids Surf. A 2007, 299, 117. doi: 10.1016/j.colsurfa.2006.11.031

    42. [42]

      (42) Zhang, L.;Wang, X. C.; Yan, F.; Luo, L.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Colloid Polym. Sci. 2008, 286, 1291. doi: 10.1007/s00396-008-1894-y(42) Zhang, L.;Wang, X. C.; Yan, F.; Luo, L.; Zhang, L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Colloid Polym. Sci. 2008, 286, 1291. doi: 10.1007/s00396-008-1894-y

    43. [43]

      (43) Cao, C.; Huang, T.; Zhang, L.; Du, F. P. Colloids Surf. A 2013, 436, 557. doi: 10.1016/j.colsurfa.2013.07.013(43) Cao, C.; Huang, T.; Zhang, L.; Du, F. P. Colloids Surf. A 2013, 436, 557. doi: 10.1016/j.colsurfa.2013.07.013

    44. [44]

      (44) Zhang, L.;Wang, X. C.; Yan, F. Colloid Polym. Sci. 2008, 286, 1291. doi: 10.1007/s00396-008-1894-y(44) Zhang, L.;Wang, X. C.; Yan, F. Colloid Polym. Sci. 2008, 286, 1291. doi: 10.1007/s00396-008-1894-y

    45. [45]

      (45) Dou, L. X.; Cheng, J. B. Chemical Journal of Chinese Universities 2010, 31 (2), 361 [窦立霞, 程建波. 高等学校化学学报, 2010, 31 (2), 361.](45) Dou, L. X.; Cheng, J. B. Chemical Journal of Chinese Universities 2010, 31 (2), 361 [窦立霞, 程建波. 高等学校化学学报, 2010, 31 (2), 361.]

    46. [46]

      (46) Zhang, C. R.; Li, Z. Q.; Luo, L.; Zhang, L.; Song, X.W.; Cao, X. L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23 (2), 247. [张春荣, 李振泉, 罗澜, 张路, 宋新旺, 曹绪龙, 赵濉, 俞稼镛. 物理化学学报, 2007, 23 (2), 247.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070221

      (46) Zhang, C. R.; Li, Z. Q.; Luo, L.; Zhang, L.; Song, X.W.; Cao, X. L.; Zhao, S.; Yu, J. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23 (2), 247. [张春荣, 李振泉, 罗澜, 张路, 宋新旺, 曹绪龙, 赵濉, 俞稼镛. 物理化学学报, 2007, 23 (2), 247.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070221

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  478
  • 文章访问数:  741
  • HTML全文浏览量:  4
文章相关
  • 发布日期:  2014-11-27
  • 收稿日期:  2014-09-29
  • 网络出版日期:  2014-10-22
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