分子光谱技术研究Gemini表面活性剂在水及非水溶剂中的聚集行为

【摘要】： 表面活性剂分子有序聚集体的研究在生命科学、材料科学及其它高新技术中具有重要意义。Gemini表面活性剂在是当前倍受关注的新型两亲分子,其分子聚集行为和有序聚集体结构复杂。为了深入认识其聚集机理和微观聚集结构,有必要扩展研究方法。本论文采用分子光谱技术建立了以下三种研究Gemini表面活性剂自组织行为的方法。 1.利用羧酸盐Gemini表面活性剂C11pPHCNa联接链上带有的生色基团(对苯氧基),建立了自探针荧光猝灭法测定其胶团聚集数以及自探针吸收光谱测定临界胶团浓度cmc的方法。其中自探针荧光猝灭测定胶团聚集数的方法未见报道。Gemini表面活性剂具有很高的表面活性,在溶液中很低浓度时就强烈聚集生成胶团,其聚集数远小于普通表面活性剂胶团的聚集数。自探针荧光猝灭法避免了通常的外加探针测定聚集数带来的分子体积干扰,对具有很小聚集数的Gemini胶团尤为重要。 2.发现具有分子内电荷转移特征的1-萘胺(1-NA)探针比芘更适合用来表征胶团微结构的特征。在探测Gemini胶团形成过程中,其最大荧光发射波长λ～logC曲线出现了两个浓度相距约1个数量级的转折点。结合聚集数N的测定,证实第一个转折点对应临界胶团浓度cmc,第二个转折点Ccm则表征胶团结构达到较为密实的临界点。在这两个转折点之间,N随C急剧增大。 由于Gemini表面活性剂的cmc很小,人们通常在较高浓度下考察胶团聚集数N,对在cmc附近的胶团结构演变并不清楚。本结果揭示的细节有助于人们进一步认识表面活性剂的分子结构对聚集行为的影响。 3.建立了近红外吸收光谱研究反胶团增溶水能力的方法。利用水在表面活性剂/氯仿体系中呈现出的两个峰,通过二阶导数技术精确分离出这两个峰的面积比分别为Pc和Pr;进一步将Pc转化为水在氯仿中的质量分数Cc,比较Cc值可定量的反映反胶团增溶水的能力。 反胶团增溶水的能力是其应用的重要依据,增溶水能力的大小受反胶团微结构