水/AOT/油微乳液中的化学反应

论文摘要

本博士学位论文用紫外-可见分光光度计研究了油包水（W/O）微乳液水池中的化学反应平衡热力学和化学反应动力学,探讨了微乳液水池与本体水中化学反应之间的区别和联系。论文用三波长光谱分析法研究了微乳液中生成纳米粒子的动力学,并用透射电镜（TEM）对纳米粒子进行表征。主要内容包括: 1.在7组温度下测定了结晶紫（CV）的在双-2-乙基己基硫代琥珀酸钠（AOT）为表面活性剂的W/O微乳液中580nm处的吸光度值。用CV和AOT在微乳液水池界面缔合的模型进行数据处理,得到了不同温度下CV与AOT的缔合平衡常数K和结晶紫的缔合度n,发现水/AOT/异辛烷微乳液和水/AOT/正癸烷微乳液中分别有高达72%和69%的CV与AOT形成缔合物,这是结晶紫碱性褪色反应在含AOT微乳液中受抑制的原因之一。相同温度下,ω越小越有利于CV和AOT的缔合。根据缔合平衡常数得到了热力学缔合函数△rGm、△rHm和△rSm。结果表明在水/AOT/异辛烷微乳液和水/AOT/正癸烷微乳液中CV和AOT的缔合反应均为吸热且熵驱动的反应,缔合反应的熵效应大于焓效应。水/AOT/异辛烷微乳液中CV和AOT的缔合反应的△rHm和△rSm都比水/AOT/正癸烷微乳液中的大。 2.分别研究了7组温度下水/AOT/异辛烷微乳液和水/AOT/正癸烷微乳液体系中CV碱性褪色反应的动力学。通过检测反应过程中CV在600nm处吸光度随时间的变化,运用假一级反应的近似处理,得到表观一级反应速率常数k1,进而算出表观二级反应速率常数k2。结合CV和AOT的缔合平衡常数可求出微乳液中不同温度下真实二级反应速率常数k,并求出对应的真实活化能Ea。发现了在上述两种W/O微乳液体系中CV碱性褪色反应的真实二级反应速率常数k随ω和温度的变化规律,同时得到了Ea与ω之间的关系。并讨论了非极性溶剂——异辛烷和正癸烷对CV碱性褪色反应动力学的影响。 3.将三波长光谱分析法应用于水溶液和水/AOT/异辛烷微乳液中K3Fe（CN）6与COCl2反应上。通过检测298K下反应过程中410nm、420nm和440nm吸光度随时间的变化,利用三波长分析法求出反应物K3Fe（CN）6浓度随时间的变化,得到了反应的表观二级反应速率常数k2。结果表明水/AOT/异辛烷微乳

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 表面活性剂
• 1.1.1 表面活性剂的结构特点
• 1.1.2 表面活性剂的分类及应用
• 1.1.3 本实验所用的表面活性剂气溶胶OT
• 1.2 微乳液概述
• 1.2.1 微乳液的结构类型
• 1.2.2 微乳液的相行为
• 1.2.3 微乳液的性质
• 1.2.4 微乳液的形成
• 1.2.5 微乳液的应用
• 1.2.6 表面活性剂AOT形成的微乳液
• 1.3 普鲁士蓝类化合物简介
• 1.3.1 普鲁士蓝和系列类似化合物的性质和优点
• 1.3.2 普鲁士蓝类化合物的结构与磁性的关系
• 1.3.3 普鲁士蓝类化合物的应用以及具有光磁效应的类普鲁士蓝介绍
• 1.3.4 纳米普鲁士蓝类化合物的制备研究
• 1.4 本论文的选题思想及意义
• 1.5 本论文工作的目的
• 参考文献
• 第二章 实验方法与仪器
• 2.1 紫外-可见分光光度技术
• 2.1.1 最适吸光度的确定
• 2.1.2 波长的选择
• 2.1.3 背景吸光度和基线漂移校正
• 2.2 Agilent 8453E分光光度计
• 2.3 温度控制和测量
• 第三章 微乳液中结晶紫与AOT缔合平衡及其热力学
• 3.1 理论基础
• 3.1.1 微乳液中粒子间相互作用对化学反应的影响
• 3.1.2 缔合模型和缔合平衡常数K
• 3.1.3 结晶紫的缔合度
• 3.1.4 缔合热力学函数
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 化学试剂
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 实验误差
• 3.3.1 标准偏差
• 3.3.2 实验中误差分析
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 微乳液中结晶紫碱性褪色反应动力学
• 4.1 理论基础
• 4.1.1 结晶紫碱性褪色反应动力学
• 4.1.2 在微乳液中存在AOT与结晶紫缔合作用的结晶紫褪色反应动力学
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 实验仪器
• 4.2.2 化学试剂
• 4.2.3 实验步骤
• 4.3 实验误差
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 水/AOT/异辛烷微乳液中结晶紫碱性褪色反应
• 4.4.2 水/AOT/正癸烷微乳液中结晶紫碱性褪色反应
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 铁氰化钾与氯化钴的反应动力学
• 5.1 理论基础
• 5.1.1 三波长分光光度法原理
• 5.1.2 生成Fe-Co类普鲁士蓝的动力学分析
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验仪器
• 5.2.2 化学试剂
• 5.2.3 实验步骤
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 铁氰化钾与氯化钴的反应动力学
• 5.3.2 水/AOT/异辛烷微乳液中制备谱鲁士蓝类纳米颗粒的表征与讨论
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论与展望
• 第七章 附录
• 附录1 微乳液中结晶紫碱性褪色反应的实验数据
• A 水/AOT/异辛烷微乳液中结晶紫碱性褪色反应的动力学数据
• B 水/AOT/正癸烷微乳液中结晶紫碱性褪色反应的动力学数据
• 附录2 铁氰化钾与氯化钴反应动力学的实验数据
• A 水溶液中铁氰化钾与氯化钴反应动力学
• B 水/AOT/异辛烷微乳液中铁氰化钾与氯化钴反应动力学
• 附录3 发表的文章
• 致谢