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科技前沿
新疆理化所在表面活性劑水-油界面吸附過程研究中獲進展
2016-04-13 10:22:38 來源:新疆理化技術研究所 作者: 【 】 瀏覽:370次 評論:0

在石油化工行業,采油污水、溢油事故以及煉油廢水等對水資源產生嚴重的污染。新疆是石油資源豐富而水資源相對匱乏的地區,在石油化工行業中實現減排等環保措施具有重要的現實意義。油水分離是石油污水處理過程中的重要環節之一,其中涉及到很多水-油界面的基本問題。因此,研究表面活性劑和水-油界面的作用機理對開展含油污水處理過程中油水分離工作具有重要的意義。

中國科學院新疆理化技術研究所環境科學與技術研究室科研人員運用二次諧波(SHG)方法探測了常用表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)和十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)等在十六烷-水界面的吸附動力學過程。科研人員發現以疏水長鏈離子為主的初始吸附過程,在無其他離子干擾的情況下,通過SHG強度的變化和表面活性劑濃度的依賴關系,可以有效地估算表面活性劑在界面的吸附自由能,隨后產生對離子和疏水長鏈離子共同吸附過程。這兩個過程和十六烷-水乳液Zeta電位表征結果一致,其中初始吸附過程在之前的實驗中尚未被觀測到,這些結果證明了SHG方法研究表面活性劑在水-油界面吸附過程的靈敏性和可靠性。

此外,科研人員還利用此方法分析了兩種油溶性表面活性劑油酸和油胺在十六烷-水界面的吸附過程,并計算得到了相應的吸附自由能,首次揭示了表面活性劑從油相吸附到界面的吸附動力學過程。研究人員通過SHG信號隨十六烷-水體系離子強度的變化分析了界面SHG信號來源于界面電場存在下水分子的取向。因此,通過SHG方法表征常用表面活性劑在水-油界面的吸附動力學過程,分析界面離子組成和結構,為進一步探測表面活性劑和水-油界面的作用機理提供了新的思路。

該研究成果已于近期發表在J. Phys. Chem. C上。

相關工作得到國家“青年千人計劃”、國家自然科學基金、中國科學院“百人計劃”、新疆維吾爾自治區科技創新人才培養工程-杰出科技青年人才項目等的支持。

表面活性劑在十六烷/水界面吸附過程示意圖

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