表面活性剂动态表面张力、中相微乳液及微乳液中酶催化反应研究

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鉴于表面活性剂在纺织、食品、石油、农业、森林、交通以及环境保护领域的广泛应用,本文研究了苄基三甲基氯化铵(BTAC)、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)、烷基葡糖苷(APG)等表面活性剂的动态表面张力、中相微乳液及微乳液中酶催化反应。本论文第一部分综述了表面活性剂动态表面张力、中相微乳液及微乳液中酶催化反应研究方法及进展。介绍了动态表面张力的的研究历程、目前研究表面张力的原理和方法以及动态表面张力在工业等领域的应用和研究进展;微乳液的分类以及研究方法,详细评述了微乳液相行为的研究方法——δ-γ“鱼状”相图法;酶促反应的研究历程,反相微乳液体系酶促反应的特点、酶促反应表面活性剂、反相微乳液酶促反应动力学机制和影响反相微乳液酶促反应的因素等。第二部分用最大气泡压力法测定了其水溶液的动态表面张力,研究了其表面吸附的动力学及其影响因素。结果表明,当浓度较小时为扩散控制吸附;当总浓度较大时,在吸附的初始阶段为扩散控制,随后变为势垒控制吸附。随BTAC浓度增大,分子的扩散系数Da均减小。这表明随着吸附的进行,吸附过程表面压增大、分子碰到“空”表面的机会减小,分子的吸附越来越困难。温度升高,动态表面张力明显下降。在含丁醇或戊醇的BTAC水溶液中,两种分子发生协同作用使表面张力下降得较快。随后当表面吸附一定量的BTAC分子后,溶液表面张力的下降速率变慢。无机盐的加入使动态表面张力降低的速率加快。第三部分本文用δ-γ“鱼状”相图研究了脂肪醇聚氧乙烯(9)醚AEO-9中相微乳液相行为。从δ-γ“鱼状”相图观察到随体系中醇浓度的增加AEO-9微乳液的相态发生一系列变化WinsorⅠ(2)→Ⅲ(3)→Ⅱ(2),通过该相图的亲水亲油平面(HLB)方程求得一些物理化学参数。此外,考察了不同碳链长度的油相、脂肪醇和不同无机盐(NaCl)浓度对中相微乳液及其组成的影响。发现随醇碳链的增长,形成中相微乳液所需的醇量减少,增溶能力增大。烃分子的碳链越短,形成中相微乳液的能力越强。NaCl浓度增大,形成中相和单相微乳液的能力增强。第四部分研究了烷基葡糖苷(APG)C12G1.50/正丁醇/环己烷/H2O体系形成的油包水型微乳液体系中的酶催化合成反应。研究发现,十二烷基聚葡糖苷(C12G1.50)/正丁醇/环己烷/H2O体系形成的油包水(W/O)微乳液中,脂肪酶Novozym100T催化正己酸和正丁醇的酯合成反应,反应初始速率V0随正己酸的初始浓度CHA0增大而增大;随正丁醇的初始浓度CROH0的增大而减小,后V0进入一“坪区”。固定正丁醇的量,反应初始速率V0随正己酸的初始浓度CHA0的增大而增大。当C12G1.50量较小,APG的浓度对反应初始速率V0影响不大;当APG量较大时,反应初始速率V0随C12G1.50浓度增大而增大。固定C12G1.50的浓度不变,当正己酸浓度较低时,反应初始速率V0随正丁醇浓度增大而减小;当正己酸浓度较高时,反应初始速率V0随正丁醇浓度增大而增大。当正己酸的浓度较小时,反应初始速率V0随C12G1.50与正丁醇总浓度的增大而减小。当正己酸的浓度较大时,反应初始速率V0随C12G1.50与正丁醇总浓度的增大而增大。
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