表面活性劑模板劑應(yīng)用常識(shí)與試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)

1、外表活性劑模板劑法相關(guān)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn) 讀研期間經(jīng)驗(yàn)分享一、關(guān)于模板劑的溶解模板劑分子，尤其是嵌段式共聚物等， 一般都是高分子C 高分子溶解是一個(gè)慢過程，溶劑分子要擴(kuò)散到分子鏈中間， 然后分子鏈滑移才一個(gè)溶由來，比無機(jī)的多了一個(gè)溶脹的過程，因此它的溶解是比較困難的 即便視覺上看起來溶了 要注意下溫度，放烘箱里烘下，然后再攪再烘。另外，假設(shè)溫度過低15 C，則在乙醇中溶解時(shí)會(huì) 由現(xiàn)白色不透明的渾濁，但無顆粒。稍微用吹風(fēng)機(jī)吹一下， 或放烘箱里烘一下，便可透明。二、關(guān)于介孔結(jié)構(gòu)的表征小角度X射線是用于分析介孔結(jié)構(gòu)周期性信息的。由 于介孔陣列的周期常數(shù)處于納米量級(jí)，故其主要的衍射峰都由現(xiàn)在低角度范圍2

2、9=10 100 三、關(guān)于模板劑的燒除模板劑含碳較多，焙燒過程中容易積碳。積碳的視覺表 現(xiàn)就是由現(xiàn)黑色的小固體顆粒。因?yàn)榉e碳會(huì)造成介孔孔道堵塞，且影響催化劑的活性，所以必須消除。解決積碳的方法：樣品盡量研細(xì)，越細(xì)越好；充分干燥，去除水分。假設(shè)干燥之前用超聲分散一下，則效果更好；減緩升溫速率，1 C/min效果會(huì)更好；在升溫區(qū)間的中點(diǎn)，如 250 C停留一段時(shí)間;四、擬考慮的模板劑的種類備選待參1F127:常用的非離子型外表活性劑。與 P123一樣， F127也是三嵌段式共聚物，屬于聚醍的一種。不同的是， F127為雪花薄片狀的固體 Fflake ,雪花、薄片；而P123 為漿糊狀的膠體P-pa

3、ste,漿糊。F127的分子式為 EO106PO70EO106 ,而 P123 的分子式為 EO20PO70EO20 。 其中EO表示乙氧基，PO表示丙氧基。所謂兩性三嵌段聚合 物，是一種外表活性劑，在水中加入一定量以后可以形成膠束。由于EO嵌段的親水性強(qiáng)于 PO嵌段，所以在水中形成膠束以 PO為內(nèi)核，EO為殼層。由于兩者組成不同，所以形成的膠 束大小不同，進(jìn)一步聚集狀態(tài)不同，一般的來講，用 P123 可以制備二維六方結(jié)構(gòu)的中孔分子篩最經(jīng)典的就是 SBA-15； F127可以制備立方相的中孔分子篩。2滲透劑JFCS :非離子型外表活性劑復(fù)配物，化學(xué)組成為環(huán)氧乙烷和高級(jí)脂肪醇的縮合物。黃色至棕黃

4、色粘稠液體，溶于水，且冷水中溶解度大于熱水中。耐酸、耐堿、耐 氯、耐熱、耐硬水、耐金屬鹽。3滲透劑JFC滲透劑EA：全稱脂肪醇聚氧乙烯醍， 屬非離子外表活性劑。淡黃色透明粘稠液體，易溶于水，能 與任何其他外表活性劑混用，耐酸、耐堿、耐氯、耐熱、耐 硬水、耐金屬鹽 。4乳化劑SE蔗糖酯：又稱蔗糖脂肪酸酯。非離子外 表活性劑。白色至微褐色粉末或灰色至微黃色黏稠液體。在 酸性或堿性條件下加熱則被皂化。無味或稍有特殊的氣味， 易溶于乙醇、丙酮。單酯可溶于熱水，但二酯、三酯難溶于 水。單酯含量愈高，親水力愈強(qiáng)。對(duì)眼和皮膚刺激性小，無 毒，易被微生物分解。由 蔗糖與脂肪酸甲酯在堿性 催化劑及 溶劑中進(jìn)行

5、酯交換制得。分子式如下一CHjOCOR5硬脂酰乳酸鈉乳化劑 SSL：陰離子型外表活性劑, 安全無毒，白色至淺黃色脆性固體或粉末， 略有焦糖氣味, 稍具有吸濕性。分子量。6十二烷基硫酸鈉：化學(xué)式為C12H25-OSO3Na ,平均分子量M=288 o別名椰油醇或月桂醇硫酸鈉、K12、發(fā)泡劑等。性狀為白色或淡黃色粉狀，溶于水，微溶于醇，不溶于氯仿、醍。對(duì)堿、弱酸和硬水不敏感在強(qiáng)酸性溶 液中則會(huì)水解。對(duì)熱不穩(wěn)定，在80C下才是穩(wěn)定的。具有去污、乳化和優(yōu)異的發(fā)泡力。是一種無毒的陰離子外表活CHCHhoCHzO ONa 性劑。分子結(jié)構(gòu)圖為。五、模板劑的毒性和溫和性通常，陽離子型毒性較大，陰離子型次之，非

6、離子型和 兩性型則毒性最小，甚至有些小于乙醇的毒性，故而是安全 的。非離子外表活性劑屬于低毒或無毒類，經(jīng)口服無毒。其 中毒性最低的是 PEG類，較次的是糖酯、 AEO和Span、 Tween類，烷基酚聚醍類毒性偏高。具體參考外表活性 劑的溫和性和安全性毒性的取舍與催化活性的提高是篩選模板劑種類的重 要理由，也是構(gòu)思大論文的思路。六、水熱合成的相關(guān)概念：水熱晶化法是在特制的密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，采用水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，通過對(duì)反應(yīng)器加熱 ，創(chuàng)造一個(gè)高溫、高壓反應(yīng)環(huán)境，使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解并且重結(jié)晶 以形成分散的納米晶核的方法。七、外表活性劑概述1陽離子外表活性劑陽離子外表活性劑主要是含氮

7、的有機(jī)胺衍生物， 由于它們分子中的氮含有孤對(duì)電子，故能以氫鍵與 酸分子中的氫結(jié)合，使氨基帶上正電荷。因此，它們 在酸性介質(zhì)中才具有良好的外表活性；在堿性介質(zhì) 中容易與負(fù)離子相結(jié)合而析由，失去外表活性。除含氮陽離子外表活性劑外，還有一小部分含 硫、磷、礎(chǔ)等元素的陽離子外表活性劑。陽離子型外表活性劑常見的是季鏤鹽類，高級(jí) 脂肪胺類等。做模板劑具有介孔規(guī)整有序性高，孔 徑分布和孔徑尺寸易控制等優(yōu)點(diǎn)，但孔徑相對(duì)較小O2陰離子型外表活性劑陰離子外表活性劑在低溫下較難溶解，隨溫度 升高溶解度加大，溶解度到達(dá)極限時(shí)會(huì)析由外表活 性劑的水合物。但是，水溶液加熱至一定溫度時(shí)， 外表活性劑分子發(fā)生締合，溶解度會(huì)急

8、劇增大。陰離子外表活性劑的合成路線S-I+ , S-N+I-與陽離 子模板劑和非離子模板劑合成路線相比，經(jīng)常得到無序的介孔結(jié)構(gòu)，由于其導(dǎo)向和模板作用差，所以起初以陰離子外表 活性劑制備結(jié)構(gòu)材料的研究較少。但是，陰離子外表活性劑 具有制造成本低，毒性低等優(yōu)點(diǎn)，因而目前對(duì)它的研究正在興起陰離子外表活性劑的歷史最久。18世紀(jì)興起的制 皂業(yè)所生產(chǎn)的肥皂即為陰離子外表活性劑，肥皂屬 高級(jí)脂肪酸鹽。此外，有代表性的陰離子外表活性 劑還有磺酸鹽、硫酸酯鹽、N-?；被猁}、磷酸 酯鹽等。3非離子外表活性劑非離子外表活性劑溶于水時(shí)不發(fā)生解離，其分子 中的親油基團(tuán)與離子型外表活性劑的親油基團(tuán)大致 相同，其親水基

9、團(tuán)主要是由具有一定數(shù)量的含氧基 團(tuán)（如羥基和聚氧乙烯鏈）構(gòu)成。由于非離子外表活性劑在溶液中不是以離子狀 態(tài)存在，所以它的穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)存在 的影響，也不易受酸、堿的影響，與其他類型外表 活性劑能混合使用，相容性好，在各種溶劑中均有 良好的溶解性，在固體外表上不發(fā)生強(qiáng)烈吸附。非離子外表活性劑大多為液態(tài)和漿狀態(tài)，它在水 中的溶解度隨溫度升高而降低。非離子外表活性劑按親水基團(tuán)分類，有聚氧乙烯 型和多元醇型兩類。八、關(guān)于等體積浸漬首先測(cè)定比方1g載體的吸附水溶液的飽和量 直到 載體外表剛好完全潤濕為止，且不同載體有所區(qū)別，實(shí)驗(yàn)過程中根據(jù)載體質(zhì)量要求換算由所需水溶液的體積或質(zhì)量，這樣含有活性組分的鹽前驅(qū)體的浸漬液正好被吸附完 全，在此過程中要攪拌一定時(shí)間，這樣可以使浸漬液均勻的 分散于載體上；然后室溫 放置12h左右后，80 120度一 般情況是100或110度下干燥48小時(shí)后，再于300-600 度下焙燒，自己根據(jù)需要定。焙燒后粉碎研磨，選 取所需 的目數(shù)或顆粒度，最后是催化劑前驅(qū)體活化即所謂的復(fù)原步 驟：液相復(fù)原用醇溶液或水合阱或甲醛等或氣相復(fù)原用 流動(dòng)的氫氣或氮?dú)浠旌蠚怏w等。順便提一下焙燒過程建議采用程序升溫或在氮?dú)鈿夥?中進(jìn)行。等體積浸漬，其本質(zhì)是利用毛細(xì)現(xiàn)象對(duì)活性組分的固載 化，故而吸附速度不會(huì)太快。因此如果過早的烘干會(huì)使大部 分活性組分沒