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咪唑类表面活性离子液体优异的表面活性、良好的稳定性、分子可设计性等使其成为近几年来备受关注的绿色表面活性剂之一;季铵盐阳离子双子表面活性剂具有生物降解性好、毒性低、性能卓越等特点,在日用化学品、新材料制备以及生物技术等诸多领域得到广泛的应用。本文对咪唑类表面活性离子液体和季铵盐双子表面活性剂水溶液性质及其混合体系溶液性质和界面行为进行了系统的研究,以期为该类表面活性剂在实际中的应用提供基础数据和理论依据。 本文首先合成了一系列无卤素的阴离子表面活性离子液体—1-丁基-3-甲基咪唑烷基硫酸酯[C4mim][CnH2n+1SO4](n=8,12,16),利用表面张力仪、稳态荧光光谱等手段考察了表面活性离子液体在水溶液表面及体相中的聚集行为。结果表明,与传统无机反离子相比,有机咪唑阳离子[C4mim]+作为反离子的离子液体型表面活性剂具有较高的表面活性。长烷基链的阴离子是界面膜及胶束的主要组成成分,阴离子疏水烷基碳链的增长虽然可促进胶束的形成,但却在一定程度上抑制[C4mim]+离子参与界面或胶束的形成;阴离子所带烷基链越长,越不利于阳离子[C4mim]+参与界面膜或胶束的形成,界面膜或胶束中表面活性剂排布越松散,即界面张力越大,体系中胶束聚集数较小。 其次合成了季铵盐双子表面活性剂Gemini m-3-m(m=12,14,16),研究了其在水溶液中的理化性质,在此基础上,采用界面扩张流变技术研究了Gemini12-3-12及其与离子液体[C4mim][C8H17SO4]混合体系的动态界面张力、扩张流变性质,探究了离子液体表面活性剂[C4mim][C8H17SO4]的引入对双子表面活性剂Gemini12-3-12界面行为的影响机制。研究结果显示,少量[C4mim][C8H17SO4]的加入可以填补界面上疏松的Gemini12-3-12分子之间的空位,随着体系中[C4mim][C8H17SO4]含量的提高,[C4mim][C8H17SO4]分子较强的界面活性及相对较小的空间位阻促使界面形成以[C4mim][C8H17SO4]为主的混合吸附膜。此外,研究了传统阳离子表面活性剂DTAB和双子表面活性剂Gemini12-3-12与阴离子表面活性离子液体[C4mim][C8H17SO4]混合水溶液的性质。研究发现,两混合体系性质有较大差异,阳离子表面活性剂的摩尔分数、表面活性剂的总浓度对混合溶液性质有明显的影响。表面活性离子液体[C4mim][C8H17SO4]与传统表面活性剂DTAB和双子表面活性剂Gemini12-3-12间均具有明显的协同作用。