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近几年,基于开关型表面活性剂的智能响应体系越来越引起国内外学者的广泛关注。在一定的刺激因素作用下,开关型表面活性剂可以在“开”(具有表面活性)与“关”(不具有表面活性)之间发生相互转换,从而使泡沫、(微)乳状液、囊泡和蠕虫状胶束等体系的微观和宏观性质发生可逆改变,表现出许多智能的应激响应行为。本文针对十二烷基亚硒酸盐(C12SeOO-M+)阴离子表面活性剂,考察了溶液pH值、CO2/N2和酸碱介导的氧化-还原反应对C12SeOO-M+作用的开关过程;进而,考察了基于C12SeOO-M+的泡沫和乳液体系分别在pH、CO2/N2和酸碱介导的氧化-还原反应作用下的开关过程。在本文试验范围内,主要的实验结果与结论概括如下:(1)参照Rebane方法,用HNO3氧化十二烷基二硒醚(C12Se-SeC12)制备十二烷基亚硒酸(C12SeOOH);分别用KOH和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)中和C12SeOOH获得相应的十二烷基亚硒酸盐:十二烷基亚硒酸钾(C12SeOOK)和十二烷基亚硒酸TMEDA盐(DSA-TMEDA)。合成所得各中间产物和目标产物的分子结构分别用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振硒谱(77Se NMR)、熔点(MP)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)方法予以验证;表面张力曲线、泡沫和乳化试验表明所得C12SeOOK与DSA-TMEDA的纯度达到表面化学纯,C12SeOOK溶液与DSA-TMEDA溶液的cmc分别为4.80×10-3 mol·L-1与5.65×10-3 mol·L-1,均表现出典型的表面活性剂性质。(2)测得C12SeOOH的pKa为6.98±0.06,提示C12SeOO-M+具有pH开关响应性质;以C12SeOOK为例,酸化后,C12SeOOK被质子化生成C12SeOOH沉淀;再次碱化后,C12SeOOH被中和重新形成C12SeOOK;因此,以C12SeOOK为乳化剂得到的O/W型石油醚与水的乳液是具有pH响应的可逆开关乳液,其pH响应窗口为8(乳液比较稳定,t1mL≥1 h)至7(快速破乳,t1mL<1 h)之间,如此最多可以稳定地可逆循环25次。(3)表面活性剂DSA-TMEDA也具有CO2/N2开关响应性质,25 oC时在CO2作用下,DSA-TMEDA被质子化,分别形成C12SeOOH沉淀和水溶性TMEDA的碳酸氢盐;当鼓入N2并辅助以加热(55 oC)的情况下,重新形成表面活性剂DSA-TMEDA。因此,以DSA-TMEDA为乳化剂得到的O/W型矿物油D80与水的乳液是具有CO2/N2响应的可逆开关乳液,分别在CO2/N2作用下至少可以稳定地可逆循环10次。(4)在弱酸性条件下,阴离子表面活性剂C12SeOO-M+(M+=K+、Na+和NH4+)可以被I-还原为几乎没有表(界)面活性的C12Se-SeC12;当碱化后,C12Se-SeC12又可以被I2氧化恢复为C12SeOO-M+,由此实现了阴离子表面活性剂C12SeOO-M+以酸碱为介导的氧化-还原开关响应。相应地,以阴离子表面活性剂C12SeOO-M+为乳化剂制得的O/W型石油醚与水的乳液也具有以酸碱介导的氧化-还原开关响应性质,该乳液破乳后,对油相与水相进行DLS测试后发现均无任何聚集体,实现了乳液的完全破乳,原始乳液与复原乳液的平均粒径分别为7.7±4.3μm和6.8±4.2μm,粒径主要分布分别在2.5-12.5μm及2-10μm区间,实现了乳液的复原;此外,该乳液在几秒钟就可以发生破乳与复原;该乳液的破乳和复乳过程具有高效、快速和容易控制等特点。