荧光光谱法研究表面活性剂在水溶液中的聚集行为II开题报告

全文总字数：1692字

1. 研究目的与意义

目的： 表面活性剂是一类少量添加即可显著降低溶液表面张力的物质，一般分子链中同时含有疏水链和亲水链。荧光光谱法是研究表面活性剂在水溶液中聚集行为的良好手段，由于探针分子的性质受到所处环境的强烈影响，因此可以通过合适的探针在不同的胶团环境中所表现的光谱性质变化来研究胶团的结构。

意义：表面活性剂由于其独特的性质而被广泛应用在各个领域，在实际应用中我们应充分考虑到其性能的优缺点以便可以正确并合理地使用。而如何能够正确地选择合适的表面活性剂并把它应用在适当的领域，一直都是被关注的课题。由于表面活性剂的许多性质与其在水溶液中的聚集行为密切相关，其应用也与胶束的形成有关，可以以此来对胶束的临界胶束浓度，胶束微极性及胶束微粘度作更进一步的研究。

2. 国内外研究现状分析

表面活性剂是一种活跃于表面和界面上，具有极高的降低表﹑界面张力能力和效率的活性物质，表面活性剂分子由亲油性基团和亲水性基团两部分构成，由于这个独特的结构特征，表面活性剂在生命科学、能源科学、信息材料以及许多现代高新技术发展中发挥了重要作用，成为物理、化学、生物三大学科和许多技术部门共同关注的领域。荧光光谱法是近年来被广泛应用于研究表面活性剂的方法，稳态荧光法所用仪器较之光散射技术等方法，具有简单方便且对工作环境要求不苛刻等优点。在荧光光谱研究中可以利用分子本身的内源荧光也可以通过向体系中加入微量荧光染料、荧光探针或者通过荧光染料标记大分子，目前国内外有关荧光光谱法研究表面活性剂的聚集行为的各项研究对于此次课题的开展有着很好的借鉴作用。

刘艳等人首次利用荧光探针技术对硅丙乳液聚合过程乳化剂的胶束化行为进行了研究，探讨了复配乳化剂的聚集行为以及复配乳化剂对硅丙核壳乳液聚合过程的影响。并且考察了乳化剂配比及用量与芘Ⅰ1/Ⅰ3峰值之间的关系，而且还研究了乳化剂用量，配比对乳液粒径大小、分布及性能的影响，采用多种手段对乳液结构进行了表征。吴志桥等人以芘为荧光探针、二苯甲酮为猝灭剂，采用稳态荧光探针法测定了３种不同结构的脂肪醇聚氧乙烯醚（fape）表面活性剂增溶芘后的稳态荧光光谱，建立了ＦＡＰＥ非离子表面活性剂的临界胶束浓度（cmc）和临界胶束聚集数（nm）的测试方法。确定了荧光探针芘的适宜浓度c_p为610^-6mol/l，猝灭剂的适宜浓度cq取0.06～0.12mmol/l，根据i336/i394与fape浓度变化的关系，可得到直链、支链、芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚的临界胶束浓度分别为0.2mmol/l、0.1mmol/l、0.05mmol/l。直链、支链、芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚的临界胶束聚集数依次为1168、255、6.0。结果表明，同系列非离子表面活性剂，不同碳链结构呈现出由直链→支链→芳香族，以及临界胶束浓度和聚集数依次减小的趋势。章苏宁^[1]等人以芘为荧光探针, 测定了不同条件下的tween 系列表面活性剂增溶芘后的稳态荧光光谱, 建立了tween 非离子表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)的测试方法,研究了影响非离子表面活性剂临界胶

束浓度的因素。根据i338/i333与tween 浓度的变化关系，可得到tween20、40、60、80的临界胶束浓度分别为5. 110^-5、3. 710^{- 5}、3. 110^-5、810^-6mol/l。结果表明, 同系列的非离子表面活性剂的分子结构对其临界胶束浓度有一定影响。同时, 制备温度和外部添加的试剂如无机盐、乙醇、丙三醇均影响其临界胶束浓度。王显光^[2,3]等人以芘为荧光探针、二苯甲酮为猝灭剂, 用稳态荧光探针法测定了合成的3种高纯的烷基苄基聚氧乙烯醚丙烷磺酸钠的临界胶束浓度、不同表面活性剂浓度下的胶团聚集数和胶团微极性. 研究了链长变化对烷基苄基聚氧乙烯醚丙烷磺酸钠聚集性质的影响. 考察了胶团聚集数的浓度效应, 并由胶团聚集数与表面活性剂浓度关系方程外推求得了它们各自的临界胶束聚集数。利用稳态荧光探针法研究了烷基苄基聚氧乙烯醚丙烷磺酸钠的聚集行为, 发现：

3. 研究的基本内容与计划

（1）2012年12月至2013年1月，完成与课题相关的文献综述。

（2）2013年2月下旬至2013年3月上旬，完成毕业论文的开题报告。

（3）2013年3月至2013年5月，进行毕业设计的相关实验操作和数据处理。

4. 研究创新点

自主合成七甲基三硅氧烷与不饱和酯类物质通过Si-H和C=C键的两步合成形成具有胶束性质的表面活性剂，然后再运用荧光光谱法对其胶束聚集数和临界胶束数进行测定分析，其中通过改变表面活性剂中不饱和酯的类型来进行对比研究，也可以通过改变链段中聚醚的种类来进行对比实验和分析研究