利用表面活性剂制备纳米材料的原理

哈尔滨工程

哈尔滨工程大学

表面活性剂与纳米材料

姓名：张进

表面活性剂与纳米材料

Harbin Engineering University

Surfactant And Nanometer Materials

Name: Zhang Jin

电子邮箱：zhangjing8014484@163.com

哈尔滨工程

摘要

本文简要介绍了表面活性剂在纳米材料制备和应用方面最近的研究进展；总结了表面活性剂在纳米材料制备和应用方面所起的作用，并总结目前提出的表面活性剂对纳米材料的作用机理，同时初步探讨表面活性剂在纳米材料的制备和应用方面的作用机制。

关键词：表面活性剂 纳米材料 分散剂

表面活性剂与纳米材料

Abstract

This paper introduced the recently research progress of the surfactant in the preparation and applications of nanomaterials, and summed up the roles of surfactant in the nanomaterials preparation and applicat

哈尔滨工程

哈尔滨工程大学

表面活性剂与纳米材料

姓名：张进

表面活性剂与纳米材料

Harbin Engineering University

Surfactant And Nanometer Materials

Name: Zhang Jin

电子邮箱：zhangjing8014484@163.com

哈尔滨工程

摘要

本文简要介绍了表面活性剂在纳米材料制备和应用方面最近的研究进展；总结了表面活性剂在纳米材料制备和应用方面所起的作用，并总结目前提出的表面活性剂对纳米材料的作用机理，同时初步探讨表面活性剂在纳米材料的制备和应用方面的作用机制。

关键词：表面活性剂 纳米材料 分散剂

表面活性剂与纳米材料

Abstract

This paper introduced the recently research progress of the surfactant in the preparation and applications of nanomaterials, and summed up the roles of surfactant in the nanomaterials preparation and applicat

纳米材料在表面活性剂方面的应用

摘要： 纳米技术已发展成为一门多学科交叉与渗透的新兴学科。表面活性剂在纳米技术中的应用, 特别是在纳米材料制备中的应用, 日益显示出广泛而深入的应用潜力。以表面活性剂形成的各种有序聚集体为模板的模板法、用表面活性剂稳定形成的微乳液为介质的微乳法、水热法、溶胶- 凝胶法等

[1-3]

。

关键词：纳米材料 表面活性剂 机理 分散

引言

表面活性剂是由性质不同的疏水和亲水部分构成的两亲性分子，由于其两亲分子结构在溶液中产生疏水效应，使表面活性剂分子在一定条件下，可以有序的排列形成各种结构的表面活性剂分子有序组合体。纳米材料因具有较大的表面能、较难稳定存在、易发生自发的团聚现象而失去其独特的性能。

在合成过程中, 纳米粒子的表面形貌和大小均受其所处环境的影响。表面活性剂作为稳定剂稳定纳米材料的机理主要是: 静电稳定机制和空间位阻机制。表面活性剂的这些特性为纳米粒子的合成提供了另外一些合成路径。一方面, 利用表面活性剂的特性( 如形成胶束、反胶束、微乳液等)为纳米粒子的合成提供了模板法、微乳法、水热法、机械球磨法等方法, 能较好地控制纳米粒子的尺寸; 另一方面, 能较好地降低所合成纳米粒子自发团聚现象, 增加纳米粒子

（一）.Kraft点，浊点（昙点） 温度对增溶作用的影响：

? ★ Kraft点：对于离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶解度

急剧升高，这一温度即Kraft点。 ? ★浊点（昙点）：对于非离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶

解度急剧下降，溶液出现浑浊，这一温度即浊点。 ? 表面活性剂的复配：表面活性剂相互间，或与其它化合物配合使用能提高增溶能力，

降低用量。 （二）.CMC

★Def：表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。

表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。 胶束形状： 球状、棒状、层状

★ 胶束的作用：乳化作用；泡沫作用；分散作用；增溶作用；催化作用

润湿：液体和固体表面接触时，原来的固

－气界面消失，形成新的固－液界面的现象。是溶液表面张力下降，溶液表面具有吸附现象的结果。

增溶:脂溶性强的物质在与本身性质相似的胶束中，溶解度可明显增大，形成透明溶液，这一作用称为增溶。增溶体系为热力学上稳定的各向同性溶液。

一定浓度的表面活性剂溶液中溶

浙江纳美化工科技有限公司MES项目可行性研究报告（草）

1、总论..................................................................................................................... - 1 -

1.1．项目名称及建设方式............................................................................... - 1 - 1.2.项目主办单位.............................................................................................. - 1 - 1.3.项目背景及国内、国际现状..................................................................... - 1 - 1.4.项目规模及范围............................................................

表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时存在多个亲水基，多个疏水基。

分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂 2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2） 按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。

常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构

（1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS或LAS）

；

（2） 阳离子：苄基三甲基氯化铵：Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC）

（3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚： Primary Alcobol Ethoxylate （AE或AEO） R-O-(CH2CH2O)n-H （4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12） C12H25-N+(CH3)2CH2

表面活性剂的应用 表面活性剂的应用 1.增溶作用 (1)解离药物的增溶 解离药物与非离子表面活性剂配伍很少形成不溶性复合物；对于弱酸性药物，在偏酸环境中有较大程度的增溶；对于弱碱性药物，在偏碱性条件下有较大的增 溶；作为两性离子则在等电点时有最大的增溶量；解离药物与带相反电荷的表面活性剂混合，形成可溶或不溶复合物。 (2)多组分增溶质的增溶 多种组分制剂，对主药的增溶效果取决于各组分与表面活性剂的相互作用。多种组分与主药竞争同一增溶位置，某一组分吸附或结合表面活性剂，均可使 主药增溶量减少；某些组分也可扩大胶束体积而增加主药的增溶。 (3)抑菌剂的增溶 抑菌剂或其他抗菌药物在表面活性剂溶液中因增溶而降低活性，要达到一定抑菌效果，必须增加用量。 (4)增溶剂加入的顺序 在实际增溶时，增溶剂的增溶能力可因组分的加入顺序不同出现差别。一般认为，将增溶质与增溶剂先行混合要比增溶剂先与水混合的效果好。 2.乳化作用 3.润湿剂 4. 起泡剂和消泡剂 中草药的提出液，含有皂苷、蛋白质、树脂以及其他高分子化合物的表面活性剂或具有表面活性物质的溶液，当剧烈搅拌或蒸发浓缩时，产生稳定的泡沫，这些表面活性剂有较强 亲水性和较高的HLB值，在

一、名词解释：

1、界面吸附：指物质由相内部富集与界面的现象；

2、Stern电位ψs:固体表面外侧的Stern面至溶液本体相的电位差为Stern电位ψs 3、Zeta电位ζ：由滑移面至溶液本体相的电位差，称为电位ζ。 4、扩散双电层厚度k-1：k-1为扩散双电层的理论厚度。

5、吸附效率：界面吸附效率为单位浓度所能达到的界面吸附量，用?2/C2。 6、吸附效能：界面吸附效能则为界面所能达到的最大吸附量，即饱和吸附量??

7、界面张力降低效率：表面活性剂的单位本体浓度引起表面张力降低的值，用π/c表示。 8、界面张力降低效能：即表面活性剂降低表面张力的最大值，用?CMC表示。

9、临界胶束浓度CMC：溶液的表面现象（表面张力、临界张力）与其内部性质（摩尔电导、电导率、渗透压、浊度以及密度变化等）存在相互一致的内在关系，即溶液所有的物理性质的变化存在一个范围小、统一的浓度突变点。该突变点即为临界胶束浓度。

10、胶束的聚集数：胶束大小的量度是聚集数，即缔合成胶束的表面活性剂分子（或离子）数。

11、增溶：不溶于水的物质，在使用醇及其他溶剂的情况下，由于添加少量表面活性剂而透明地溶于水的现象称为增溶。

12、离子型表面活性剂的温度TK：离子型

表面活性剂列表

BIODOT 表面活性剂套装

N：非离子表面活性剂 A：阴离子表面活性剂 C:：阳离子表面活性剂 M：两性表面活性剂 编号 商品名 种类 HLB值 分子量 作用

S1 NINATE 411 A 385 溶剂相容性，良好的增溶剂和乳化剂。

S2 Pluronic F68 N ＞24 8400 卓越的增溶剂和去污剂；可能具有非溶血性。 S3 Zony FSN 100 N 低浓度时是卓越的润湿剂，可溶于30％酒精和碱液。

S4 Aerosol OT100% A 445 在溶剂/TMB 系统中具有功效，优良的润湿剂和乳化剂，具有优良的防雾、典型的释放和分散性质。

S5 GEROPON T-77 A 425 具有良好的润湿和扩散性质。 S6 BIO-TERGE AS-40 A 315 温和，溶剂相溶性。

S7 STANDAPOL ES-1 A 345 强阴离子表面活性剂。结构中含有两部分月桂醇硫酸五钠盐。 S8 苯甲胺氯（C8-C18）C 混合物 抗菌，溶剂相容性。 S9 Tetronic 1307 M ＞24 18600 非溶血性，溶剂相容性，抗静电，优良的消泡剂和分散剂。 S10 Surfynol 465 N 13 混合物 非溶血性

现代助剂化学结课论文

表面活性剂在纳米材料上的应用

2013年6月

引言

纳米材料被公认是21世纪最具研究前途和潜力的科研领域。作为一门新的学科，纳米材料的研究现已成为国内外材料科研的一大热点。纳米材料又称超微细粉材，颗粒的尺寸一般在1～100nm之间，因具有较大的表面能、较难稳定存在、易发生自发的团聚等特点，所以在生物工程、光电领域、医学、化工等多个领域都有着广泛的应用。而表面活性剂有工业味精之称，具有湿润、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、渗透等一系列优异性能，几乎已经渗透到眼下生活中的所有技术经济部门。表面活性剂具有独特的双亲结构，其结构分为亲水基和亲油基两大部分，有着良好的吸附性，易形成胶束，因此在纳米材料的制备中有着广泛的应用。表面活性剂独特的结构决定了它分散机制的独特性，实际在纳米材料制备中主要是通过控制纳米微粒大小和形态，改善纳米微粒表面性能，控制纳米材料结构等三种重要的作用途径来实现的。下面将介绍表面活性剂的分散机制及其在纳米材料制备中的三种主要途径的对应方法。

1.表面活性剂在纳米材料制备中的应用

表面活性剂具有独特的双亲结构，决定了其在纳米材料制备中作用机理的独特性。下面分别介绍不同作用机理所对应的纳米材料的制备方法