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表面活性剂在固/液界面和液相中的聚集行为已得到广泛研究,因其具有重要的理论意义和实际应用价值。但由于其复杂性,许多基本问题目前还不清楚。例如,吸附剂浓度的影响(“吸附剂浓度效应”),吸附剂颗粒大小(曲率)的影响,吸附层的微观结构(形态、组成和厚度等),体相中的凝聚(coacervation)现象及机理等。十二烷基二甲基苄基溴化铵(BDDABr)是一种广泛应用的阳离子表面活性剂,但对其聚集行为的研究还很少。本文研究了 BDDABr在二氧化硅(SiO2)/H20界面上的吸附行为,特别考察了 SiO2浓度和颗粒大小的影响以及吸附层的微观结构等,研究了卤化钾诱导BDDABr在水溶液中的凝聚行为,探讨了相关机理,以期加深对表面活性剂聚集行为的认识。本论文主要研究内容及结论如下:(1)选取粒径约为12和31 nm的SiO2纳米颗粒(分别记为S-SiO2和L-SiO2)为模型吸附剂,研究了 BDDABr在固/液界面上的吸附行为,考察了 SiO2浓度、粒径、pH和温度(T)等的影响。结果表明,SiO2浓度对吸附无明显影响,即所研究体系不存在明显的吸附剂浓度效应;吸附等温线可呈现Langmuir型(L-type,单平台型)、S型(S-type)和LS型(LS-type,双平台型);特别是发现除pH和T外,SiO2颗粒大小对吸附也有明显的影响。在低pH(～4.0)时,在S-SiO2上的吸附等温线为S型,而在L-SiO2上为LS型。随pH在3.8-12范围内增大,平衡吸附量增大,吸附等温线可发生S-type → LS-type → L-type转化。随T在298-308 K范围内增大,在S-SiO2上的吸附量明显减小,而在L-Si02上的吸附量略有减小,但吸附等温线类型均无明显变化。采用“one-step”和“two-step”“表面胶束化”模型对吸附数据进行拟合处理,结果表明可分别用于描述所得到的S和LS型等温线,证明吸附层中存在明显的胶束化现象。随pH值增大,“表面胶束聚集数”(n)和“临界表面胶束聚集浓度”(csmc)均降低。随T升高,,n值减小,而csmc略有增大。在给定的pH和T下,在S-SiO2上的n和csmc值明显高于在L-Si02上的值。吸附结果和模型分析均表明,SiO2粒径减小,对阳离子型表面活性剂BDDABr的亲和力降低。另外,测定了 Si02表面酸碱反应平衡常数(Ka)随其粒径的变化,发现粒径减小,pKa降低,即对H+的亲和能力减弱。这为SiO2对BDDABr亲和力随其粒径减小而降低的吸附实验结果提供了佐证。(2)采用“吸附剂质量变化”(Sorbent Mass Variation,SMV)法,研究了BDDABr在Si02/H2O界面上的吸附行为,主要考察了吸附层微观结构(组成和厚度)随BDDABr平衡浓度(Ceq)或吸附剂浓度(ws)的变化。结果表明,SMV等温线类型与吸附剂质量恒定(Sorbent Mass Invariant,SMIV)法一致;在S-SiO2和L-SiO2上的吸附层厚度分别约为5.13和6.46 nm,吸附饱和时吸附层中BDDABr的浓度分别为350和400 mM,相应摩尔分数分别为6.30×10-3和7.20×10-3,相应体积分数分别为0.14和0.16。本研究证实,采用简单的吸附实验,可获得吸附层的微观结构信息。(3)研究了卤化钾(KF、KCl、KBr和KI)对BDDABr在水溶液中聚集状态的影响。结果表明,卤化钾可诱导BDDABr在水溶液中凝聚,在发生宏观相分离前形成纳米级“凝聚体”(coacervates)或“类微乳液”体系。诱导凝聚能力顺序为:KI＞KBr＞KCl＞KF。在一定温度下,随BDDABr浓度在研究范围内(3-50 mM)增大,KI的临界相分离盐浓度(CPSSC,导致宏观相分离的最低盐浓度)先急剧下降,后又升高;KBr的CPSSC也先急剧下降,但后趋于恒定;而KCl和KF的CPSSC持续降低。在一定BDDABr浓度(如40 mM)下,临界相分离温度(TPS,发生宏观相分离的最高温度)随卤化钾浓度增大而增大。这些结果加深了对双亲分子凝聚行为的认识。