電導法和熒光法測定dodac膠束濃度

電導法和熒光法測定dodac膠束濃度

在溶液中形成皮閥是表面活性劑的一個重要特征。20世紀20年代，mebain研究了脂肪酸鈉和烷基磺酸鈉的存在，并提出了膠束的存在。臨界膠束濃度（cmc）是表面活性劑在水中形成膠束的跡象之一。cmc越小，形成膠束所需的濃度越低。因此,一般情況下CMC可以作為表面活性劑表面活性的一個總量度,原則上,表面活性劑溶液物理化學性質的突變皆可用來測定表面活性劑的CMC。文獻報道的測定CMC的方法已有30多種,如電導法、燃料法、增溶作用法、表面張力法和NMR方法等,最常用的是表面張力測量和電導測量,不同方法測定同一表面活性劑的CMC值有一定差異,也各有特點。表面活性劑的溶液能夠增溶多環(huán)芳烴并發(fā)射較強的光,可用來測定CMC值。測定表面活性劑臨界膠束濃度(CMC)的熒光探針有:8-苯氨基萘-1-磺酸鎂、艸北、芘等。本文在DODAC溶液中加入α-溴代萘為熒光探針,測定不同DODAC濃度下的熒光強度,以強度的突變來確定溶液的CMC值,并與電導法的結果相比較,取得了相近的結果。α-溴代萘是對疏水環(huán)境敏感的發(fā)光分子,形成膠束后,α-溴代萘會增溶到膠束的疏水區(qū),并由于剛性化、疏水等作用而使熒光得到增強。雙十八烷基二甲基氯化銨(DODAC)是一種季銨鹽型陽離子表面活性劑,有著廣泛的用途。在水溶液中,充分超聲作用的條件下,DODAC會形成單室的囊泡。最新的研究表明,以DODAC為模板劑,在合適前驅體的存在下,可以形成中空的球形無機或有機納米材料,這是一般單鏈陽離子表面活性劑較難實現(xiàn)的。本實驗室采用DODAC為模板劑,成功地制備出結構可控的介孔氧化硅材料,證明其對氧化硅材料的孔結構具有較強的調控性。對DODAC在溶液中形成膠束條件的了解,是以其為模板劑制備可控介孔材料的前提?，F(xiàn)有公開發(fā)表的文獻中沒有以α-溴代萘為熒光探針測定DODAC的CMC值的報道,文獻及手冊中也缺乏用其它方法測定的DODAC的CMC值。本文通過電導法和熒光法測定了DODAC的CMC值。1實驗部分1.1試劑:清水、去離子水、脈沖光照雙十八烷基二甲基氯化銨(丙酮兩次重結晶提純,中國日用化學研究院出品);α-溴代萘(化學純,上海試劑一廠);其余試劑為分析純;水為去離子水。LS-50B發(fā)光分析儀(美國PE公司,脈沖光源);DDS-12A數(shù)字式電導率儀(蕭山市伊士曼儀器制造公司);DJS-1型電導電極(上海電光器件廠);KQ-250DE型數(shù)控式超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。1.2實驗方法1.2.1dodac貯備液的制備取一定量的雙十八烷基二甲基氯化銨(DODAC)放入50mL容量瓶中,加入適量的水搖蕩數(shù)分鐘后放入超聲波清洗器中,在溫度為50℃,功率為40W的條件下超聲4h,靜置到室溫后定容,得到DODAC的貯備液。1.2.2dodac濃度的測定在一系列100mL的容量瓶中加入不同量的DODAC貯備液,用水定容后放入超聲波清洗器中,在溫度為50℃,功率為40W的條件下超聲60min得到一系列不同DODAC濃度的溶液。恒定溫度為14℃后,按濃度從低到高順序依次測量電導率,每種濃度測量3次取平均值。1.2.3dodac熒光檢測在一系列10mL的比色管中加入不同量的DODAC貯備液,加入定量的α-溴代萘溶液,以水定容,定容后α-溴代萘的濃度為1×10-4mol/L。放入超聲波清洗器中,在溫度為50℃,功率為40W的條件下超聲60min得到一系列不同DODAC濃度的溶液。調節(jié)熒光儀的參數(shù),激發(fā)波長為250nm,發(fā)射波長為360nm,激發(fā)發(fā)射狹縫均為15nm,掃描速度為1000,平滑為9.6。在14℃條件下恒溫后按濃度從低到高的順序依次測量熒光強度,每種濃度測量3次。2結果與討論2.1dodac導率k由電導法測得DODAC溶液電導率,以濃度c為橫坐標,以溶液電導率k為縱坐標,做濃度-電導率圖(圖1),k~c直線的轉折點對應的濃度即為該溫度下DODAC的CMC值。經(jīng)計算,拐點處的濃度為5.24×10-5mol/L,對應DODAC溶液的CMC值。2.2dodac濃度與熒光相對強度的關系測得熒光強度,以濃度㏒c為橫坐標,熒光相對強度為縱坐標,得到DODAC濃度與熒光相對強度關系圖(圖2),濃度與熒光強度直線轉折點對應的濃度即為溶液的CMC值。經(jīng)計算拐點處的濃度為9.67×10-5mol/L。3突變點對應于表面活性劑的cmc值實驗中通過DODAC溶液的相對熒光強度的突變來尋找DODAC溶液的臨界膠束濃度,溶液熒光特性的突變表明其體系的變化,即表面活性劑膠束的形成。因此,突變點應對應于表面活性劑的CMC值,與電導法測定的結果非常吻合。從論文可以看出,CMC以上的DODAC有很好的結構導向作用。電導率和熒光相對強度都是隨著溶液濃度的增