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

引用本文: 刘臻, 刘够生, 于建国. 云母表面吸附烷基伯胺对其疏水性的影响[J]. 物理化学学报, 2012, 28(01): 201-207. doi: 10.3866/PKU.WHXB201228201 shu
Citation:  LIU Zhen, LIU u-Sheng, YU Jian-Guo. Effect of Primary Alkylamine Adsorption on Muscovite Hydrophobicity[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(01): 201-207. doi: 10.3866/PKU.WHXB201228201 shu

云母表面吸附烷基伯胺对其疏水性的影响

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51164009)资助项目 (51164009)

摘要: 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.

English

    1. [1]

      (1) Patrick, H. N.;Warr, G. G.; Manne, S.; Aksay, I. A. Langmuir 1999, 15, 1685.  (1) Patrick, H. N.;Warr, G. G.; Manne, S.; Aksay, I. A. Langmuir 1999, 15, 1685.  

    2. [2]

      (2) Nagarajan, R. Langmuir 2001, 18, 31.(2) Nagarajan, R. Langmuir 2001, 18, 31.

    3. [3]

      (3) Fujii, M.; Li, B. Y.; Fukada, K.; Kato, T.; Seimiya, T. Langmuir 2001, 17, 1138.  (3) Fujii, M.; Li, B. Y.; Fukada, K.; Kato, T.; Seimiya, T. Langmuir 2001, 17, 1138.  

    4. [4]

      (4) Patil, K. G.; Santhanam, V.; Biswas, S. K.; Ayappa, K. G. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 3549.  (4) Patil, K. G.; Santhanam, V.; Biswas, S. K.; Ayappa, K. G. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 3549.  

    5. [5]

      (5) Vidyadhar, A.; Rao, K. H.; Chernyshova, I. V. Colloid Surf. A-Physicochem. Eng. Asp. 2003, 214, 127.  (5) Vidyadhar, A.; Rao, K. H.; Chernyshova, I. V. Colloid Surf. A-Physicochem. Eng. Asp. 2003, 214, 127.  

    6. [6]

      (6) Wang, X. M.; Liu, J.; Du, H.; Miller, J. D. Langmuir 2010, 26, 3407.  (6) Wang, X. M.; Liu, J.; Du, H.; Miller, J. D. Langmuir 2010, 26, 3407.  

    7. [7]

      (7) Du, H.; Miller, J. D. Int. J. Miner. Process. 2007, 84, 172.  (7) Du, H.; Miller, J. D. Int. J. Miner. Process. 2007, 84, 172.  

    8. [8]

      (8) Zehl, T.;Wahab, A.; Schiller, P.; Mogel, H. J. Langmuir 2009, 25, 2090.  (8) Zehl, T.;Wahab, A.; Schiller, P.; Mogel, H. J. Langmuir 2009, 25, 2090.  

    9. [9]

      (9) Zhang, R.; Liu, C.; Somasundaran, P. J. Colloid Interface Sci. 2007, 310, 377.  (9) Zhang, R.; Liu, C.; Somasundaran, P. J. Colloid Interface Sci. 2007, 310, 377.  

    10. [10]

      (10) Liu, X. Y.; Li, C.; Tian,W. Y.; Chen, T.;Wang, L. H.; Zheng, Z.; Zhu, J. B.; Sun, M.; Liu, C. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 59. [刘晓宇, 黎春, 田文宇, 陈涛, 王路化, 郑仲, 朱建波, 孙茂, 刘春立. 物理化学学报, 2011, 27, 59. ](10) Liu, X. Y.; Li, C.; Tian,W. Y.; Chen, T.;Wang, L. H.; Zheng, Z.; Zhu, J. B.; Sun, M.; Liu, C. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 59. [刘晓宇, 黎春, 田文宇, 陈涛, 王路化, 郑仲, 朱建波, 孙茂, 刘春立. 物理化学学报, 2011, 27, 59. ]

    11. [11]

      (11) Song, Q. S.; Guo, X. L.; Yuan, S. L.; Liu, C. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1053. [宋其圣, 郭新利, 苑世领, 刘成卜. 物理化学学报, 2009, 25, 1053.](11) Song, Q. S.; Guo, X. L.; Yuan, S. L.; Liu, C. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1053. [宋其圣, 郭新利, 苑世领, 刘成卜. 物理化学学报, 2009, 25, 1053.]

    12. [12]

      (12) Nishimura, S.; Scales, P. J.; Biggs, S.; Healy, T.W. Langmuir 2000, 16, 690.  (12) Nishimura, S.; Scales, P. J.; Biggs, S.; Healy, T.W. Langmuir 2000, 16, 690.  

    13. [13]

      (13) Israelachvili, J. N.; Mitchell, D. J.; Ninham, B.W. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2 1976, 72, 1525.  (13) Israelachvili, J. N.; Mitchell, D. J.; Ninham, B.W. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2 1976, 72, 1525.  

    14. [14]

      (14) Pugh, R. J.; Rutland, M.W.; Manev, E.; Claesson, P. M. Int. J. Miner. Process. 1996, 46, 245.  (14) Pugh, R. J.; Rutland, M.W.; Manev, E.; Claesson, P. M. Int. J. Miner. Process. 1996, 46, 245.  

    15. [15]

      (15) Zhang, R.; Somasundaran, P. Adv. Colloid Interface Sci. 2006, 123, 213.  (15) Zhang, R.; Somasundaran, P. Adv. Colloid Interface Sci. 2006, 123, 213.  

    16. [16]

      (16) Jiang, H.; Hu, Y. H.; Tan,W. Q.;Wang, Y. H.;Wang, D. Z. Chin. J. Nonferrous Met. 2001, 11, 688. [蒋昊, 胡岳华, 覃文庆, 王毓华, 王淀佐. 中国有色金属学报, 2001, 11, 688.](16) Jiang, H.; Hu, Y. H.; Tan,W. Q.;Wang, Y. H.;Wang, D. Z. Chin. J. Nonferrous Met. 2001, 11, 688. [蒋昊, 胡岳华, 覃文庆, 王毓华, 王淀佐. 中国有色金属学报, 2001, 11, 688.]

    17. [17]

      (17) Kong, Y. X.; Di, Y. Y.; Zhang, Y. Q.; Yang,W.W.; Tan, Z. C. Thermochimi Acta 2009, 495, 33.  (17) Kong, Y. X.; Di, Y. Y.; Zhang, Y. Q.; Yang,W.W.; Tan, Z. C. Thermochimi Acta 2009, 495, 33.  

    18. [18]

      (18) Heinz, H.; Koerner, H.; Anderson, K. L.; Vaia, R. A.; Farmer, B. L. Chem. Mat. 2005, 17, 5658.  (18) Heinz, H.; Koerner, H.; Anderson, K. L.; Vaia, R. A.; Farmer, B. L. Chem. Mat. 2005, 17, 5658.  

    19. [19]

      (19) Heinz, H.; Vaia, R. A.; Farmer, B. L.; Naik, R. R. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17281.  (19) Heinz, H.; Vaia, R. A.; Farmer, B. L.; Naik, R. R. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17281.  

    20. [20]

      (20) Heinz, H.; Vaia, R. A.; Farmer, B. L. J. Chem. Phys. 2006, 124, 224713.  (20) Heinz, H.; Vaia, R. A.; Farmer, B. L. J. Chem. Phys. 2006, 124, 224713.  

    21. [21]

      (21) Loewenstein,W. Am. Miner. 1954, 39, 92.(21) Loewenstein,W. Am. Miner. 1954, 39, 92.

    22. [22]

      (22) Kuwahara, Y. Phys. Chem. Miner. 1999, 26, 198.  (22) Kuwahara, Y. Phys. Chem. Miner. 1999, 26, 198.  

    23. [23]

      (23) Bellaiche, L.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 2000, 61, 7877.  (23) Bellaiche, L.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 2000, 61, 7877.  

    24. [24]

      (24) Winkler, B.; Pickard, C.; Milman, V. Chem. Phys. Lett. 2002, 362, 266.  (24) Winkler, B.; Pickard, C.; Milman, V. Chem. Phys. Lett. 2002, 362, 266.  

    25. [25]

      (25) Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269.  (25) Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269.  

    26. [26]

      (26) Fuerstenau, D. J. Phys. Chem. 1956, 60, 981.  (26) Fuerstenau, D. J. Phys. Chem. 1956, 60, 981.  

    27. [27]

      (27) Fan, A.; Somasundaran, P.; Turro, N. J. Langmuir 1997, 13, 506.  (27) Fan, A.; Somasundaran, P.; Turro, N. J. Langmuir 1997, 13, 506.  

    28. [28]

      (28) Heinz, H.; Suter, U.W. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18341.  (28) Heinz, H.; Suter, U.W. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18341.  

    29. [29]

      (29) Trudeau, T. G.; Jena, K. C.; Hore, D. K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20002.  (29) Trudeau, T. G.; Jena, K. C.; Hore, D. K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20002.  

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  • 发布日期:  2011-12-29
  • 收稿日期:  2011-07-18
  • 网络出版日期:  2011-10-31
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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