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表面活性剂在非水溶液中的性质及应用研究

作　者: 毕红艳
导　师: 张洪林
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 丁二酸二异辛酯磺酸钠 微量量热法 临界胶束浓度 热力学函数 反胶束 纤维素酶降解 对比进度法
分类号: O647.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


表面活性剂在非水溶液中的应用目前已引起人们的广泛关注,如反胶束萃取、反胶束酶催化等,但对表面活性剂在非水溶液中的性质的研究还很不够。其中,丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)是反胶束体系中应用最多的表面活性剂。为了解AOT在非水溶液中的性质,以便更好的应用AOT,本文用微量量热法研究了丁二酸二异辛酯磺酸钠在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/长链醇(正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇)体系中的临界胶束浓度(CMC)和热力学函数(△Hθm,△Gθm和△Sθm)。并分析讨论了醇的浓度、醇中的碳原子数及温度与CMC及热力学参数之间的关系。结果表明,在AOT/长链醇/DMF体系中,当醇中的碳原子数相同且醇的浓度相同时, CMC、△Hθm、△Sθm随温度的升高而增大,而AGθm随温度的升高而降低；当温度相同且醇中的碳原子数相同时,CMC、△Hθm、△Gθm和△Sθm随醇浓度的增加都降低；而当温度相同且醇的浓度相同时,CMC、△Hθm,AGθm和△Sθm随醇中碳原子数的增加都降低。应用方面,本文研究了AOT形成的反胶束中纤维素酶降解纤维素反应的最佳条件。为减小酶与表面活性剂之间的静电作用,提高酶的活性,在丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)/异辛烷反胶束体系中加入了正辛醇,并用微量量热法研究了AOT/正辛醇/异辛烷反胶束体系中正辛醇浓度(c),含水量(w0),pH及温度(T)对纤维素酶降解纤维素的影响。结果表明,正辛醇的加入有利于纤维素酶活性的提高,而在上述反胶束体系中纤维素酶降解纤维素的最佳条件是c=0.11mol·L-1,Wo=3.1,pH=5.01,T=315.57K。最后,还研究了金属离子对纤维素酶催化反应的影响。本文的创新之处：1、本文用微量量热法研究了表面活性剂在非水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和热力学函数及反胶束酶催化的应用,这是研究表面活性剂在非水溶液中性质及应用的一种新方法。2.用微量量热法得到了表面活性剂在非水溶液中形成反胶束时的热功率——时间曲线,从曲线上获得临界胶束浓度(CMC),并进一步得到反胶束形成过程中的热力学函数(△Hθm、△Gθm和△Sθm),这为表面活性剂在非水溶液中性质的研究提供了有用数据。3、用微量量热研究了反胶束中纤维素酶降解纤维素的最佳降解条件及金属离子对降解纤维素反应的影响,可以为纤维素的工业化降解应用提供理论基础。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 前言  8-19
  1. 表面活性剂概述  8-15
    1.1 表面活性剂的结构特点  8
    1.2 表面活性剂的分类  8-10
    1.3 表面活性剂的溶液性质  10-12
    1.4 表面活性剂的功能与应用  12-14
    1.5 临界胶束浓度的测定方法  14-15
  2. 纤维素概述  15-17
    2.1 反胶束的应用  16
    2.2 反胶束酶催化的优点  16
    2.3. 反胶束酶体系的制备  16-17
    2.4. 反胶束酶催化的反应类型  17
    2.5. 反胶束酶催化反应的动力学特征  17
  3. 微量量热法概况  17-18
  4. 本课题研究的意义  18
  5. 本课题研究的主要内容  18-19
第二章 AOT在长链醇/DMF体系中CMC和热力学函数的微量量热法研究  19-29
  1 实验部分  19-20
    1.1 实验仪器  19
    1.2 实验试剂  19
    1.3 实验方法  19-20
  2 结果与讨论  20-28
    2.1 临界胶束浓度  20-24
    2.2 标准摩尔生成焓  24-25
    2.3 吉布斯自由能和熵变  25-28
  3 结论  28-29
第三章 反胶束体系中纤维素酶降解纤维素的研究  29-42
  1 实验部分  30
    1.1 仪器  30
    1.2 试剂  30
    1.3 实验方法  30
  2 结果与讨论  30-41
    2.1 AOT/正辛醇/异辛烷反胶束体系中正辛醇含量(c)对纤维素酶降解纤维素的影响  30-33
    2.2 AOT/正辛醇/异辛烷反胶束体系中含水量(w_o)对纤维素酶降解纤维素的影响  33-36
    2.3 AOT/正辛醇/异辛烷反胶束体系中pH对纤维素酶降解纤维素的影响  36-38
    2.4 AOT/正辛醇/异辛烷反胶束体系中温度(T)对纤维素酶降解纤维素的影响  38-41
  3 结论  41-42
第四章 几种金属离子对纤维素酶降解反应影响的研究  42-47
  1. 基本理论  42
  2. 实验部分  42
    2.1 实验仪器  42
    2.2 实验试剂  42
    2.3 实验方法  42
  3 结果与讨论  42-46
  4 结论  46-47
参考文献  47-51
攻读硕士学位期间发表的论文  51-52
致谢  52

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 表面现象的物理化学 > 表面活性物质的化学
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