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二氧化碳、乙烯等小分子气体在有机溶剂中有较高的溶解度。由于它们的溶剂化能力较弱,可以在很大程度上降低溶剂的强度。通常,在胶束间相互吸引作用较强的反胶束体系中,表面活性剂分子的亲油性较差,溶剂强度的降低会导致胶束的稳定性下降。本论文工作发现,在适当的条件下二氧化碳、乙烯气体具有助表面活性剂的功能,可以提高胶束的稳定性,具体工作内容如下。
1.在15-50-范围内,研究了二氧化碳对TritonX-100/环己烷反胶束体系溶水量的影响。结果表明,二氧化碳的加入可以使体系生成溶水量更大的胶束。利用甲基橙作为分子探针,观察了反胶束的微观极性随溶水量以及二氧化碳压力的变化规律。通过研究乙烯、正己烷以及不同浓度的Na2CO3、NaHCO3、H2C2O4和CaCl2溶液对胶束溶水量的影响,对气体小分子稳定反胶束可能的机理进行了探讨。
2.在不同的温度和压力条件下,系统地研究了二氧化碳和乙烯压缩气体对离子型表面活性剂AOT(2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠)在长链烷烃中所形成的反胶束溶水量的影响,发现这些气体小分子同样可以明显地提高AOT反胶束的溶水量,反胶束稳定区的压力范围随着W0值的增加而减小。在气体压力较高的条件下,抗溶剂效应可能是引起胶束体系发生相分离的主要原因。
3.系统地研究了二氧化碳和乙烯压缩气体对AOT/癸烷反胶束体系最大溶水量、电导率、穿透温度、反胶束半径的影响。发现二氧化碳和乙烯可以明显地减小相邻胶束之间的相互吸引作用,使得胶束体系的渗透温度向高温方向移动。小分子的二氧化碳和乙烯穿透到胶束界面层表面活性剂分子的非极性尾之间,使界面的刚性增加是提高胶束的稳定性和溶水量的主要原因。