刘 臻 刘够生 于建国

(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237)

云母表面吸附烷基伯胺对其疏水性的影响

刘 臻 刘够生*于建国

(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237)

矿物表面的疏水性受吸附在其表面的表面活性剂的影响,进而影响矿物的浮选行为.本文通过表面接触角测量、原子力显微镜(AFM)观测以及密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟计算,研究了吸附在云母表面的烷基伯胺的链长对其疏水性的影响.通过比较氧密度和氢键数量分布,发现每个水分子在碳氢链尾端和水相接触的界面上相对于在体相中形成氢键的能力有所降低,而吸附烷基伯胺的云母由亲水性转化为疏水性.研究结果还表明,在单分子层吸附状态下,吸附十八胺的云母的疏水性比吸附十二胺的云母的疏水性要强,且由于十八胺的临界半胶束浓度(HMC)要远低于十二胺,十八胺更易在云母表面形成多层吸附,证明烷基伯胺的碳链越长,其对云母表面疏水性改善的能力越强.实验结果与理论计算结果吻合良好.

云母;吸附;疏水性;原子力显微镜;分子动力学模拟

1 引言

表面活性剂在固体表面的吸附和聚集是胶体与界面化学中一个十分重要的领域,研究手段非常丰富,包括原子力显微镜(AFM),1-4傅里叶变换红外(FTIR)光谱,5和频振动光谱(SFG),6X射线光电子能谱(XPS)5等.另外,分子模拟方法在近20年来也越来越多地应用在这一领域,6-11包括从量子力学,分子……