氧化铝-延展型表面活性剂的吸附胶束及其吸附增溶

doi:10.7503/cjcu20200433

摘要/Abstract

摘要：

合成了一系列直链烷基聚氧丙烯醚硫酸钠(C_cP_pS, c=8或16时, p=9；c=12时, p=3, 6或9)并鉴定了其结构. 与十二烷基硫酸钠(SDS)类似, C₁₂P₉S在氧化铝上的饱和吸附量以及对阳离子染料亚甲基蓝的吸附增溶行为共同证实该延展型表面活性剂在表面上形成了双层吸附胶束, 但由聚氧丙烯(PPO)连接基导致的橄榄球状分子及其导致的较大分子吸附面积, 使其吸附能力及其对亚甲基蓝的吸附增溶能力均稍弱于SDS. C₁₂P₉S@Al₂O₃对弱极性分子1-苯乙醇和难溶性分子苯乙烯的吸附增溶能力均明显强于SDS, 而且对1-苯乙醇的吸附增溶量达到SDS@Al₂O₃的8.5倍, 说明1-苯乙醇主要被增溶在C₁₂P₉S双层吸附胶束中PPO连接基所在的膨大部位, 这使延展型表面活性剂改性的氧化铝在废水处理和药物传递系统等领域具有潜在的应用前景.

关键词: 延展型表面活性剂, 氧化铝, 吸附, 双层吸附胶束, 吸附增溶

Abstract:

A series of sodium linear alkyl polyoxypropylene ether sulfates（C_cP_pS， c=8 or 16， p=9； c=12， p=3， 6 or 9） was synthesized and structurally identified to investigate the formation of admicelles of extended surfactants on alumina and the related adsolubilization. The formation of bilayer admicelles of C₁₂P₉S on alumina was identified by the adsolubilization result of cationic dye MB in comparison with SDS， but the adsorption capacity of C₁₂P₉S and adsolubilization capacity of MB were both less than SDS for its rugby-shaped molecule caused by PPO spacer. On the contrary， C₁₂P₉S@Al₂O₃ showed stronger adsolubilization capacities of weak polar PA molecules and water-insoluble ST molecules than those of SDS evidently. Moreover， the adsolubilization capacity of PA by C₁₂P₉S@Al₂O₃ was 8.5 times of SDS@Al₂O₃， which means that PA molecules were adsolubilized as expected in the swollen PPO domains in bilayer admicelles of C₁₂P₉S on alumina， and makes extended surfactant modified alumina potential application prospects in some fields such as wastewater treatment and drug delivery systems.

Key words: Extended surfactant, Alumina, Adsorption, Bilayer admicelle, Adsolubilization

中图分类号:

O647.2

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图/表 8

Scheme 1 Synthetic route of CcPpS

Table 1 Linear regression equation of calibration curves of CcPpS-MB complex in chloroform

Surfactant	Linear regression equation	R²
C₁₂P₃S	y=0.166x+0.1050	0.998
C₁₂P₆S	y=0.171x+0.1115	0.999
C₁₂P₉S	y=0.204x+0.06197	0.997
C₈P₉S	y=0.194x+0.06848	0.997
C₁₆P₉S	y=0.120x+0.1426	0.998
SDS	y=0.202x+0.1415	0.999

Fig.1 Adsorption equilibrium time(A) and adsorption isotherm(B) of C12P9S on aluminapH=7 at 25 ℃ for 24 h without NaCl.

Fig.2 Fitting equations of Langmuir(A) and Freundlich(B) for C12P9S adsorption on alumina

Fig.3 Effects of NaCl, PPO and hydrocarbon chain length on adsorption capacitiespH=7 at 25 ℃ for 24 h.

Fig.4 TGA curves of SDS@Al2O3 and C12P9S@Al2O3

Table 2 Adsolubilization of MB, PA and ST by SDS@Al2O3, C12P9S@Al2O3 and Al2O3

Absorbent	Γ_MB/(mmol·mol^-1)	Γ_ST/(mmol·mol^-1)	Γ_PA/(mmol·mol^-1)
SDS@Al₂O₃	380	1700	240
C₁₂P₉S@Al₂O₃	220	3020	2030
Al₂O₃	ca. 0	ca. 0	ca. 0

Scheme 2 Schematic illustration and comparison of adsolubilization capacities(Γ) of MB, ST and PA

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