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如何调控胶束体系的性质是具有重要理论和实际意义的研究课题。二氧化碳是典型的绿色溶剂之一,在许多领域有着广泛的应用前景。本论文在利用压缩CO2调控胶束体系性质及其应用方面开展了一些工作,主要研究内容和结果如下:
1.研究了压缩CO2对Triton X-100胶束的相行为、微观极性、微观结构的影响。发现CO2可以降低胶束体系的浊点、降低界面层处的微极性、增大胶束的旋转半径。对不同温度和压力下的临界胶束浓度(cmc)及热力学参数进行了测定与计算,发现无论是胶束的cmc还是胶束化过程中的热力学参数都不随CO2压力呈单调变化。即在非离子型表面活性剂胶束体系内,可以通过调节压缩CO2压力控制胶束的稳定性及其形成与破坏。利用胶束的几何排列理论,对CO2特殊作用机理进行了解释。
2.在第一部分研究基础上,开发了一种将胶束溶液与CO2相结合从水溶液中分离富集不同物质的新方法。研究了水溶液中的金属离子(如钒离子、铬离子、铁离子)、有机物苯酚、以及金属纳米粒子的分离,获得了较高的分离效率。该分离方法与传统方法相比具有明显的优势,如简单、高效、清洁、低温操作等。
3.研究了不同条件时,压缩CO2对水/AOT/异辛烷反胶束中蛋白质BSA增溶能力的影响。发现在低压区,反胶束体系中BSA的最大增溶量随CO2压力的增加显著增大;而在高压区,随CO2压力增加,BSA的溶解度降低,直至全部沉淀。因此,通过控制CO2压力,可以很方便地实现反胶束中蛋白质的增溶与沉降。在实验基础上,探讨了CO2对反胶束中蛋白质增溶与沉降的特殊作用机理,并提出了定性模型。此模型表明,反胶束的增溶能力与反胶束稳定性及其与蛋白质分子之间的相互作用相关。