表面活性剂对含氮芳香烃的增溶作用研究

发布时间：2020-06-19 22:34

【摘要】：本文研究了表面活性剂的基本性质,并分别研究了其对焦化和印染行业特征污染物中常见含氮污染物的增溶特性。探讨不同表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)、胶束热力学参数等性质。并从增溶条件优化、动力学方程、核磁共振氢谱图(1H NMR)等角度分别分析SDS、Tween80、Span20、TX-100、鼠李糖脂五种表面活性剂对吲哚、喹啉、苯胺、偶氮苯等的增溶特特点及增溶原理。主要结果有:1.增溶热力学实验表明:表面活性剂SDS和鼠李糖脂的CMC受温度影响较大,而Tween80、Span20、TX-100等非离子表面活性剂的CMC受温度变化影响小。增溶过程均为自发进行(△G_(mic)~00)。SDS和Tween80的胶束形成过程中由放热反应(△H_(mic)~00)过渡到吸热反应(△H_(mic)~00)。在较低温度下胶束形成过程为焓驱动,而在较高温度下胶束形成过程为熵驱动。相同条件下,TX-100、Span20和鼠李糖脂的o mic(35)H由吸热反应(△H_(mic)~00)过渡为放热反应(△H_(mic)~00),这可能是由于水分子结构受到表面活性剂亲水链的破坏作用。TX-100和Span20的△S_(mic)~0均为正值,表明在其胶束化过程中疏水基团周围有序的水分子变得混乱无序。2.核磁共振氢谱(1H NMR)实验表明:SDS对吲哚和喹啉的增溶作用大于TX-100;吲哚与喹啉同时存在时,与吲哚或喹啉单独存在相比,SDS或TX-100对其增溶作用较强,说明吲哚与喹啉两种污染物共存时促进相互溶解。增溶动力学实验表明:向吲哚中添加了Tween80和SDS后,吲哚饱和浓度(C*)明显增大,而k1A变化不明显,添加鼠李糖脂后的吲哚溶液C*减小,添加Span20和TX-100后的吲哚溶液C*无明显变化。喹啉溶液中添加SDS、Tween80和Span20后,喹啉饱和浓度(C*)明显增大,而k1A除Tween80和Span20减小外,其他均无明显变化。正交实验表明:在五种表面活性剂对吲哚的增溶过程中,SDS的增溶效果最佳,其最佳增溶条件为温度313.15 K、p H 5、离子浓度20 g·L-1,增溶浓度为8.2 g·g-1·L-1;在五种表面活性剂对喹啉的增溶过程中,鼠李糖脂对喹啉增溶效果最佳,其最佳增溶条件为温度318.15K、p H 3、离子浓度0 g·L-1,增溶浓度为30.7 g·g-1·L-1。3.核磁共振氢谱(1H NMR)实验表明:SDS对苯胺和偶氮苯的增溶作用大于TX-100,苯胺与偶氮苯同时存在时,与苯胺或偶氮苯单独存在相比,SDS或TX-100对其增溶作用较强,说明苯胺与偶氮苯两种污染物共存时促进相互溶解。增溶动力学实验表明:苯胺溶液中添加了SDS和鼠李糖脂后,苯胺饱和浓度(C*)明显增大,而k1A无明显变化;添加了Tween80、TX-100的苯胺溶液C*减小,而k1A变化明显。添加表面活性剂后的二苯胺溶液C*均增加,其中添加鼠李糖脂增加最明显。添加了表面活性剂后的偶氮苯和氢化偶氮苯溶液C*均增加,其中TX-100对偶氮苯和氢化偶氮苯的增溶效果明显增大。正交实验表明:在五种表面活性剂对苯胺的增溶过程中,鼠李糖脂对苯胺的增溶效果最佳,其最佳增溶条件为温度313.15 K、p H 7、离子浓度20g·L-1,增溶浓度为20.7 g·g-1·L-1;在五种表面活性剂对偶氮苯的增溶过程中,TX-100对偶氮苯的增溶效果最佳,其最佳增溶条件为温度308.15 K、p H 3、离子浓度0 g·L-1,增溶浓度为2.8 g·g-1·L-1。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X784;X791

【参考文献】