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水-短链醇二元溶液的表面吸附
于先超, 亓文帅, 邓全花, 侯万国
高等学校化学学报    2023, 44 (11): 20230316-.   DOI:10.7503/cjcu20230316
摘要   (263 HTML6 PDF(pc) (1279KB)(156)  

基于表面聚集吸附(SAA)模型和Gibbs吸附微分方程, 建立了二元液体混合物Gibbs表面过剩(Γ2)和吸附层厚度(τ)代数方程, 可在全浓度范围内预测Γ2τ随体相组成(如组分2的摩尔分数x2,b)的变化. 采用所建立的模型, 研究了水(组分1)-短链醇(组分2)二元溶液的表面吸附行为, 其在水表面的吸附趋势按甲醇、 乙醇、 异丙醇、 正丙醇和叔丁醇的顺序依次增强, 与其疏水性增强趋势一致, 且其Γ2τ在低x2,b区均依次增大, 而在高x2,b区均依次减小, 是短链醇间吸附趋势和分子尺寸的差异所致. 对于给定的短链醇体系, 随着x2,b的增大, Γ2先急剧增大然后降低, 呈现一个最大值, 而其τ持续降低.



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Fig.3 Correlation between ΔG˜ad0 and χ12 for water⁃alcohol mixtures
正文中引用本图/表的段落
图3为ΔG?ad0χ12的变化, 可见, 随着χ12增大, ΔG?ad0呈降低趋势, 这可解释短链醇间吸附趋势的变化.
需要说明的是, 采用多项式σ=∑ai exp(?bix2,b)拟合σ-x2,b曲线, 其中aibi 是拟合常数(令b0=0), 再采用Gibbs微分方程(式11)计算Г2值, 其结果与所建立的Gibbs代数方程(式12)结果基本一致(见本文支持信息图S2、 图S3及表S1). 由以上讨论可知, 相较Gibbs微分方程, Gibbs代数方程可以提供更多的信息.
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