表面活性劑在固液界面的吸附

1、固體-液體界面對表面活性劑的吸附，表面活性劑的定義：添加少量物質，顯著改變溶液系統(tǒng)的表面狀態(tài)。分子結構具有雙親性。一個是親水，另一個是疏水集團。陽離子表面活性劑(包括陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑)、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、復合表面活性劑、其他表面活性劑等。吸附劑：具有吸附能力的固體物質。(固體)吸附材料：吸附材料。(表面活性劑)物理吸附：吸附劑和吸附劑之間的范德華力相互作用產生吸附?；瘜W吸附：吸附劑和吸附劑之間發(fā)生化學反應，產生化學鍵的吸附。概述，吸附量，吸附等溫線，l型：溶液濃度很快的時間吸附上升速度，隨著濃度的增加，上升速度逐漸下降，最后趨于和平。非極性低能量固體表面上許多

2、表面活性劑的吸附等溫線為l型。LS型： (雙平臺型)吸附在濃度低時迅速上升，達到1平臺，一定范圍的吸附濃度變化不大；如果溶液濃度繼續(xù)上升到一定值，吸附就會突然增加，然后產生極限吸附量，從而產生異吸附平臺的傾向。s類型：LS類型的特殊情況。在低濃度下，吸附量很小，達到一定濃度后，吸附量突然升高，傾向于向極限值。固體-液體界面上表面活性劑的吸附方式，(1)離子交換吸附，固體表面的半離子被相同電荷符號的表面活性劑離子取代而產生的吸附。(2)離子對吸附，固體表面未被半離子占用的部位和表面活性劑離子在電作用下的吸附。(3)氫鍵引起的吸附，固體表面和特定組表面活性劑之間形成氫鍵而產生的吸附。(4)疏水吸附

3、，疏水吸附表面活性劑的疏水期相互作用和逃離水中的傾向，在表面活性劑達到一定濃度時，在相互結合狀態(tài)下吸附。(5)電子極化對其吸附，由表面活性劑分子中電子豐富的芳環(huán)和固體表面強正電子位置之間的作用引起的吸附。(6)分散力吸附，固體和表面活性劑之間的范德華力吸附。這種機制的吸附量隨著表面活性劑分子量的增加而增加。(7)化學結合力產生的吸附，如n、o、p、s等，如果具有孤電子的原子被包含在吸附物中，則可能與特定金屬原子發(fā)生共價鍵，即化學吸附。固體-液體界面上表面活性劑的吸附機理-兩階段模型，第一階段：表面活性劑離子或分子通過靜電重力或范德華力直接作用于固體表面吸附位而吸附。吸附平衡：固體空吸附位置單體

4、吸附單體第二階段：表面活性劑在溶液中達到一定濃度以上，以表面膠束或半膠束的形式吸附到固體表面。吸附平衡：(n-1)單體吸附單體表面膠束n是表面膠束聚集數，即LS型。利用此機制，由于各種表面活性劑固液吸附等溫線、第一階段、固體表面吸附位置數的限制，單體吸附隨著表面活性劑溶液濃度的增加，很快趨于飽和。第二階段，溶液濃度再次升高，表面活性劑濃縮在固體表面，是因為疏水鏈的結合，即開始形成膠束或半膠束，再次增加吸附量。表面膠束開始大量形成的濃度一般在比CMC稍低的區(qū)域，此濃度區(qū)域的吸附量急劇增加，溶液到達CMC后在溶液中大量形成膠束，溶液的單體濃度隨著溶液總濃度的增加不再變化，固體-液體界面表面表面活性

5、劑的吸附也基本指向不變的飽和吸附狀態(tài)。a)如果溶液中表面活性劑的濃度僅發(fā)生疏水締合濃度范圍，即單體吸附，則吸附等溫線為l型。b)表面活性劑的疏水性效果強，在低濃度時疏水性可以結合，單體吸附和疏水效果發(fā)生在相同的濃度下，吸附等溫線也為l型。，c)表面活性劑與固體表面的相互作用弱，或固體表面吸附位置小，則第一階段單體吸附量小，吸附等溫線1平臺極少出現(xiàn)的情況下，等溫線為s型。影響表面活性劑在固液界面吸附的因素，(1)表面活性劑的特性，表面活性劑的特性主要表現(xiàn)為親水性和疏水性基礎的特性。離子表面活性劑的親水基帶有電荷，容易吸附在帶相反電荷的固體表面。a)對于各種類型的表面活性劑同系物，吸附量通常隨著碳

6、原子數量的增加而增加。b)含聚氧乙烯的非離子表面活性劑，因為CMC的濃度增加。(2)溫度a)固液界面上離子表面活性劑的吸附量一般隨溫度的增加而減少。溫度上升，在水中溶解度增加，提高與水的親和力；隨著固體表面上的吸附趨勢減弱，吸附量減少，b)非離子表面活性劑在溫度低時溶于水，溫度升高到云點時析出，固體表面上的吸附量隨著溫度的提高而增加。(3)介質的pH值主要是因為固體表面的電氣特性取決于pH值。a)吸附劑在高pH時表面帶負電荷，在低pH時帶正電荷。換句話說，這種吸附劑的表面特性是性別。不同的PH具有不同的電氣特性。b)陽離子表面活性劑容易吸附在高pH值上，陰離子表面活性劑易吸附在低pH值上。(4

7、)固體表面特性(吸附質特性)，分類：具有強帶電吸附位置的吸附劑(硅酸鹽、氧化鋁等)、極性吸附劑(中性溶液的面、聚酯)、非極性吸附劑(石蠟、聚四氟乙烯等)。a)離子表面活性劑在吸附劑表面帶有電荷等電荷時很難吸附，但隨著表面活性劑濃度的增加，s型等溫線b)帶電荷的固體表面總是容易吸附l型或ls型等溫線，得到l型或LS型等溫線，并且(5)無機鹽的影響，a)在無機鹽溶液中添加中性無機鹽，離子表面活性劑在固體上更容易吸附，最大吸附因為無機鹽的存在壓縮雙層，吸附的表面活性劑離子間的斥力減少，可能排列得更緊密。相反，減少表面活性劑的CMC，對吸附也有好處。b)嗯，陽離子表面活性劑混合后，吸附量明顯增加于單一表面活性劑。表面活性劑在固體-液體表面吸附中的應用，(1)固體表面潤濕性變化，(2)金屬表面的腐蝕抑制，金屬表面與水或腐蝕性介質的接觸可能由于電化學作用或金屬表面的不均勻表面而腐蝕。添加緩蝕劑在金屬表面形成吸附層，將水與腐蝕介質分離，可起到防腐作用。(3)離子交換機制對固體表面特性的影響，離子表面活性劑的吸附在固體表面的電電位沒有變化，在