M2+(Ca2+、Mg2+)配位囊泡相的形成及其模板作用研究

论文摘要

表面活性剂在水溶液中的浓度高于临界胶束浓度时，可以发生自聚集，形成多种形态的聚集体，如胶束、囊泡、微乳液、溶致液晶等。其中，囊泡相由于其在生命科学和材料科学等方面的广泛应用而成为研究的热点。近年来，人们将氢键、静电作用和金属配位作用作为水溶液中形成囊泡相的三种典型的非共价键相互作用力。本文对二价金属离子(Ca2+和Mg2+)为反离子的阴离子表面活性剂与具有配位作用的十四烷基二甲基氧化胺(C14DMAO)的表面活性剂复配体系进行了研究，具体内容如下：1将Ca2+和Mg2+为反离子的阴离子表面活性剂十四烷基酰胺甲基硫酸钙[(CH3（CH2）13NHCOCH2OSO3)2Ca]和十二烷基硫酸镁[Mg（DS）2]分别与具有配位作用的十四烷基二甲基氧化胺(C14DMAO)复配，相行为研究表明：在一定的配比范围内观察到囊泡相的存在，该囊泡相的形成是由于Mg2+、Ca2+与C14DMAO的头基紧密结合形成配位键，金属离子的配位作用是此体系形成囊泡相的驱动力，此结论可由十四烷基酰胺甲基硫酸钠[CH3（CH2）13NHCOCH2OSO3Na]和十二烷基硫酸钠（SDS）分别与C14DMAO复配，只得到粘稠的胶束相得到验证。囊泡相的结构与性质通过偏光显微镜、负染色透射电镜及流变仪等进行了表征。2利用所得到的囊泡相作为聚集体模板反应器制备了草酸钙（CaC2O4）晶体和片状氧化镁（MgO）。草酸二甲酯作为沉淀剂在水溶液可以水解得到草酸和甲醇，草酸与溶液中的Ca2+反应生成草酸钙沉淀，发生如下反应：Ca2++H2C2O4→CaC2O4↓+2H+。反应产生的H+与C14DMAO结合，C14DMAO被质子化为阳离子C14DMAOH+，即C14DMAO+H+→C14DMAOH+。最终，溶液中的C14DMAOH+与CH3(CH12)13NHCOCH2SO4-构筑了一个新的阴／阳离子表面活性剂混合体系；在Mg2+诱导形成的囊泡相中反应制得Mg（OH）2，Mg（OH）2经高温煅烧得到纳米级片状MgO。CaC2O4和MgO晶体的性质经X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段进行表征。试验表明囊泡相的存在可以抑制颗粒间的聚集，改变晶体的生长习惯。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 表面活性剂分子在水溶液中的聚集规律
• 1.1 临界堆积参数理论
• 1.2 生物膜泡曲面弹性理论
• 2 表面活性剂聚集体的重要结构之一:囊泡
• 3 过量盐存在的阴/阳离子表面活性剂混合体系
• 3.1 有盐阴/阳离子表面活性剂复配体系多种聚集体稳定共存
• 3.2 有盐阴/阳离子表面活性剂等摩尔混合时沉淀形成
• 4 无盐存在下阴/阳离子表面活性剂混合体系
• 4.1 无盐阴/阳离子表面活性剂体系的性质和结构的研究
• 4.2 无盐阴/阳离子表面活性剂体系的制备途径
• 5 表面活性剂有序聚集体在纳米材料制备中的应用
• 5.1 胶束/反胶束在纳米材料制备中的应用
• 5.2 微乳液在纳米材料制备中的应用
• 5.3 液晶模板法制备纳米材料
• 5.4 囊泡在纳米科技中的应用
• 6 本论文研究的主要内容、目标及意义
• 参考文献
• 2+、Mg²⁺-配位诱导形成囊泡聚集体'>第二章 Ca²⁺、Mg²⁺-配位诱导形成囊泡聚集体
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 3.结果与讨论
• 3.1 体系相行为及其电导率研究
• 3.2 体系的流变学行为研究
• 3.3 囊泡相的负染色透射电镜（NS-TEM）表征
• 3.4 囊泡相形成的机理
• 4 小结
• 参考文献
• 2+、Mg²⁺-诱导形成囊泡相为微反应器制备无机材料'>第三章 Ca²⁺、Mg²⁺-诱导形成囊泡相为微反应器制备无机材料
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 3 结果与讨论
• 2O₄晶体的表征'>3.1 CaC₂O₄晶体的表征
• 3.2 移除一水草酸钙后溶液性质的研究
• 3.3 MgO晶体的表征
• 4 小结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表