新疆理化所在表面活性劑水-油界面吸附過(guò)程研究中獲進(jìn)展

　　在石油化工行業(yè)，采油污水、溢油事故以及煉油廢水等對(duì)水資源產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。新疆是石油資源豐富而水資源相對(duì)匱乏的地區(qū)，在石油化工行業(yè)中實(shí)現(xiàn)減排等環(huán)保措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。油水分離是石油污水處理過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一，其中涉及到很多水-油界面的基本問(wèn)題。因此，研究表面活性劑和水-油界面的作用機(jī)理對(duì)開(kāi)展含油污水處理過(guò)程中油水分離工作具有重要的意義。

　　中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究室科研人員運(yùn)用二次諧波（SHG）方法探測(cè)了常用表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）和十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）等在十六烷-水界面的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)以疏水長(zhǎng)鏈離子為主的初始吸附過(guò)程，在無(wú)其他離子干擾的情況下，通過(guò)SHG強(qiáng)度的變化和表面活性劑濃度的依賴關(guān)系，可以有效地估算表面活性劑在界面的吸附自由能，隨后產(chǎn)生對(duì)離子和疏水長(zhǎng)鏈離子共同吸附過(guò)程。這兩個(gè)過(guò)程和十六烷-水乳液Zeta電位表征結(jié)果一致，其中初始吸附過(guò)程在之前的實(shí)驗(yàn)中尚未被觀測(cè)到，這些結(jié)果證明了SHG方法研究表面活性劑在水-油界面吸附過(guò)程的靈敏性和可靠性。

　　此外，科研人員還利用此方法分析了兩種油溶性表面活性劑油酸和油胺在十六烷-水界面的吸附過(guò)程，并計(jì)算得到了相應(yīng)的吸附自由能，首次揭示了表面活性劑從油相吸附到界面的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程。研究人員通過(guò)SHG信號(hào)隨十六烷-水體系離子強(qiáng)度的變化分析了界面SHG信號(hào)來(lái)源于界面電場(chǎng)存在下水分子的取向。因此，通過(guò)SHG方法表征常用表面活性劑在水-油界面的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程，分析界面離子組成和結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步探測(cè)表面活性劑和水-油界面的作用機(jī)理提供了新的思路。

　　該研究成果已于近期發(fā)表在J. Phys. Chem. C上。

　　相關(guān)工作得到國(guó)家“青年千人計(jì)劃”、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”、新疆維吾爾自治區(qū)科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程-杰出科技青年人才項(xiàng)目等的支持。

表面活性劑在十六烷/水界面吸附過(guò)程示意圖