论文摘要
气相SiO2是一种精细、特殊的无定形、原生粒径分布窄的粉体材料，其原生粒子粒径小、比表面积大、表面活性高，表面具有丰富的硅羟基，在介质中表现出独特的分散、流变、吸附等性能，因此得到广泛的研究和应用。气相SiO2的性能与表面的Si-OH的形式直接相关，而阳离子型表面活性剂则是其表面改性的重要物质。Gemini型季铵盐表面活性剂是一类结构新颖的阳离子表面活性剂，其结构是由两个传统的表面活性剂在其头基处通过联接基团联接而成，具有很多传统表面活性剂所不具备的特殊的优良性质，联接基团长度能强烈地影响Gemini表面活性剂在固/液界面上的吸附行为，必将对气相SiO2分散体系的分散性和流变性产生影响，研究其在气相SiO2吸附及两者间的相互作用具有重要的理论和实际意义。因此，本论文选择了三种不同联接链长度的Gemini表面活性剂C12-s-C12·2Br （s=2,4,6），通过动态光散射技术、流变、电导及荧光等方法考察这三种表面活性剂与气相SiO2在水中的相互作用，并与临界胶团浓度接近的传统表面活性C16TABr进行了对比，主要工作内容如下：1.利用动态光散射法考察不同剪切速度和剪切时间对气相SiO2分散体系中气相SiO2的平均水化粒径（d）影响。在固定剪切速率条件下，d值随剪切时间增长先是快速降低，而后d值出现平台；在考察的条件范围内，平台值随着剪切速率的上升而下降。2.利用动态光散射法和电泳法考察了气相SiO2在不同pH值介质中的分散特性。气相SiO2在水中分散的表面硅羟基的等电点和滴点终点分别为pH（IEP）=2.09和pH （TE）=7.47。添加硫酸促使气相SiO2粒子变大，而添加适量的NaOH能够促使气相SiO2在水中的分散和稳定。3.利用动态光散射方法考察气相SiO2在Gemini季铵盐表面活性剂C12-s-C12·2Br （s=2,4,6）溶液中的分散情况，并与其在C16TABr溶液中的分散情况进行了比较。在考察的浓度范围内，添加少量的C16TABr和C12-2-C12·2Br能促使气相SiO2出现“分散––絮凝—再分散”现象，而C12-4-C12·2Br和C12-6-C12·2Br则不会使气相SiO2发生絮凝。4.电导、芘探针技术及pH法考察了表面活性剂在气相SiO2表面吸附和聚集的过程，发现SiO2表面对C12-s-C12·2Br （s=2,4,6）与C16TABr均具有很强的吸附能力；表面活性剂在SiO2表面的吸附及聚集过程存在四个阶段，分别为：离子交换吸附阶段、静电排斥阶段、疏水作用形成吸附层和连续相中胶团生成过程。5.绘制了气相SiO2/C16TABr分散体系和气相SiO2/C12-2-C12·2Br分散体系的相图，相图显示C16TABr与C12-2-C12·2Br均能促使SiO2在较低的浓度下生成凝胶。考察了相图凝胶区SiO2含量为4%、表面活性剂（C16TABr和C12-2-C12·2Br）浓度均为1.5mM的分散体系流变特征（包括：流型、触变性等），并与相同浓度的SiO2/C12-4-C12·2Br和SiO2/C12-6-C12·2Br分散体系的流变行为进行比较，比较结果发现前面两个体系粘度呈剪切变稀，为非牛顿体，而后两个体系则表现出牛顿体行为。6.通过动态粘弹性测试考察了SiO2/C16TABr和SiO2/C12-2-C12·2Br两个体系凝胶区的粘弹特征，结果表明：当Cs=1.5mM时，4%SiO2分散体系均呈现出弹性为主导的的特征，SiO2/C16TABr体系的凝胶强度比SiO2/C12-2-C12·2Br体系大；当Cs=4mM时，4%SiO2分散体系则均体现出粘性为主导的特征。
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中文摘要Abstract第一章 前言2性质'>1.1 气相 SiO2性质2制备方法'>1.2 气相 SiO2制备方法2的应用'>1.3 气相 SiO2的应用2粒子表面的吸附'>1.4 阳离子表面活性剂在 SiO2粒子表面的吸附2粒子表面的吸附模型'>1.4.1 阳离子表面活性剂在 SiO2粒子表面的吸附模型2性质的影响'>1.4.2 阳离子表面活性剂对气相 SiO2性质的影响1.4.3 Gemini 表面活性剂性质2表面上的吸附'>1.4.4 Gemini 阳离子表面活性剂在 SiO2表面上的吸附1.5 本论文的研究内容及意义第二章 实验部分2.1 实验试剂2.2 实验仪器2.3 实验方法2在不同剪切条件下的分散'>2.3.1 气相 SiO2在不同剪切条件下的分散2在不同 pH 值介质中的分散'>2.3.2 气相 SiO2在不同 pH 值介质中的分散2在季铵盐表面活性剂溶液中的分散'>2.3.3 气相 SiO2在季铵盐表面活性剂溶液中的分散2.3.4 分散体系的电导率、pH 及稳态荧光光谱测定2/季铵盐表面活性剂分散体系的相图'>2.3.5 气相 SiO2/季铵盐表面活性剂分散体系的相图2/表面活性剂分散体系的粘度及动态粘弹性测定'>2.3.6 气相 SiO2/表面活性剂分散体系的粘度及动态粘弹性测定第三章 实验测试技术及原理3.1 动态光散射技术测定纳米颗粒粒径3.2 粒子表面 Zeta 电位3.3 粘度及流型3.4 触变性3.5 动态粘弹性2在水中的分散'>第四章 气相 SiO2在水中的分散2在不同剪切条件下粒子的平均水化粒径'>4.1 气相 SiO2在不同剪切条件下粒子的平均水化粒径2在不同 pH 值介质中粒径和表面 Zeta 电位'>4.2 气相 SiO2在不同 pH 值介质中粒径和表面 Zeta 电位2在 H2SO4介质中的粒径和表面 Zeta 电位'>4.2.1 气相 SiO2在 H2SO4介质中的粒径和表面 Zeta 电位2在 NaOH 介质中的粒径和表面 Zeta 电位'>4.2.2 气相 SiO2在 NaOH 介质中的粒径和表面 Zeta 电位4.3 本章小结2在季铵盐表面活性剂溶液中的分散特性'>第五章 气相 SiO2在季铵盐表面活性剂溶液中的分散特性2在季铵盐表面活性剂溶液中分散的平均水化粒径'>5.1 气相 SiO2在季铵盐表面活性剂溶液中分散的平均水化粒径2粒子表面 Zeta 电位的影响'>5.2 表面活性剂对分散体系中气相 SiO2粒子表面 Zeta 电位的影响2分散介质的 pH 值影响'>5.3 表面活性剂对气相 SiO2分散介质的 pH 值影响2对表面活性剂溶液电导率的影响'>5.4 气相 SiO2对表面活性剂溶液电导率的影响2/表面活性剂体系中的 I1/I3特征'>5.5 芘在气相 SiO2/表面活性剂体系中的 I1/I3特征16TABr 和 C12-2-C12·2Br 对气相 SiO2絮凝作用的解释'>5.6 关于 C16TABr 和 C12-2-C12·2Br 对气相 SiO2絮凝作用的解释5.7 本章小结2/季铵盐表面活性剂分散体系的流变行为'>第六章 气相 SiO2/季铵盐表面活性剂分散体系的流变行为2/季铵盐表面活性剂分散体系相图绘制'>6.1 气相 SiO2/季铵盐表面活性剂分散体系相图绘制2/季铵盐表面活性分散体系流型特性'>6.2 气相 SiO2/季铵盐表面活性分散体系流型特性2/季铵盐表面活性分散体系触变性'>6.3 气相 SiO2/季铵盐表面活性分散体系触变性2/季铵盐表面活性剂分散体系的粘弹性'>6.4 气相 SiO2/季铵盐表面活性剂分散体系的粘弹性6.5 本章小结全文总结参考文献在读期间已发表和录用的论文
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气相SiO2的分散特性及与季铵盐Gemini表面活性剂相互作用
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