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正负离子表面活性剂双水相体系相区拓宽及萃取作用研究

李宁  
【摘要】:本文研究了多种添加盐对正离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和负离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系水溶液双水相相行为的影响,分析导致双水相形成的决定性因素。目前,阴离子双水相区(ATPSa)具有相区形成范围狭窄,相行为不稳定,易受温度影响等一些负面特征,本文在阳离子双水相区(ATPSc)实现成功拓宽的背景下,指导拓宽阴离子双水相区的形成范围。 本文先后研究过多种添加剂(硫酸钠,水杨酸钠,氨糖,2-氨基吡啶,壳聚糖,阳离子淀粉,四苯基溴化磷,8-羟基喹啉硫酸盐)对ATPSa相行为的影响,但是在上述添加剂的作用下阴离子区双水相形成范围均未实现成功拓宽。通过上述添加剂对混合体系的影响发现一些促进阴离子双水相形成的有益因素,归纳有以下几点:带有正电的多原子基团,空间结构庞大,电子云密度高,水溶性好,能在反离子层进行自我组装。盐酸硫胺符合上述要求,并在混合体系中极大地促进阴离子双水相区的形成。在SDS/CTAB/盐酸硫胺/H20体系的拟三元相图中,阴离子双水相区形成范围最宽可达14%,样品稳定,抗温性强,阴离子双水相区被成功拓宽。通过研究发现在正负离子表面活性剂混合体系中盐酸硫胺与SDS的摩尔比决定双水相的形成范围,当两者摩尔比值由小到大靠近1时双水相区的形成范围逐渐变大;另外,SDS与盐酸硫胺的水溶液在恰当摩尔比下混合也可以形成双水相。 正负离子表面活性剂双水相体系还具有萃取应用价值,利用双水相体系对金属离子(Cu2+, Fe3+),金属络合物(Cu-DDTC, [HgBr3]-),生物大分子(BSA)进行萃取。研究发现正负离子表面活性剂双水相体系对金属离子几乎没有萃取作用,对金属络合物和生物大分子有良好的萃取作用。分配系数显示被萃取物的电性和疏水性是制约其能否被萃取的关键因素。当被萃取物具有疏水性时无论其带有何种性质的电荷都不碍于双水相对其实现萃取;当被萃取物无疏水性,电性与聚集体相反时利于被萃取,反之不被萃取。ATPSc、ATPSa对同一种物质的萃取能力是不一致的,ATPSc的萃取能力往往大于ATPSa的萃取能力。本文萃取研究重点放在对汞的萃取上,通过对汞缔合物的萃取发现ATPS对汞具有强大的萃取能力,有很大的应用前景。


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