表面活性剂作用机理

表面活性剂的吸附作用浅析摘要：表面活性剂剧透粘度低、润湿性好、有较好乳化降粘的作用且在低浓度情况下能有效降低表面张力的良好性能，因此在油田开发过程中有大量的应用。

但研究发现在油田应用时用量较高，因此探究表面活性剂的吸附作用对于其在油田的经济有效的使用具有重要作用。

关键词：表面活性剂；吸附；作用机理1 表面活性剂表面活性剂，是指加入少量该物质就能够使得改溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。

具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。

表面活性剂的分子结构具有两亲性：其中一端是亲水基团，另一端是疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。

表面活性剂按离子类型分类可以分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂）、非离子型表面活性剂等。

在驱替过程中表面活性剂会被吸附在岩石、油砂等固体表面，造成表面活性剂在油藏中的大量损耗，不仅带来直接的经济损失，也对驱替效果造成影响。

因此，探究表面活性剂的吸附性意义重大。

2 吸附作用2.1 吸附作用概述当气相或液相中的分子或原子、离子碰撞到固体表面时，由于它们之间的相互作用,使一些分子或原子、离子停留在固体表面上。

当体系达到热力学平衡时，固体表面上的气相或液相分子或原子、离子的浓度比在气相或液相中的浓度大，这种现象称为吸附作用。

通常把固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质，吸附质可以是气体或液体。

如油砂浸泡在表面活性剂溶液中会发生吸附作用，油砂为吸附剂，表面活性剂为吸附质。

吸附作用通常发生在吸附剂的表面上，包括吸附剂的外表面和内表面如孔隙表面。

2.2 吸附作用的分类按照吸附剂与吸附质之间作用力的性质不同，可将吸附分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附吸附剂与吸附质之间的作用力为范德华引力包括色散力、诱导力、取向力及氢键。

这类吸附没有选择性，吸附速度快，吸附与解吸与吸附相反的过程易达平衡，但可因分子间引力大小不同使吸附的难易程度不同，在低温时易发生物理吸附。

（一）.Kraft点，浊点（昙点）温度对增溶作用的影响：•★Kraft点：对于离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶解度急剧升高，这一温度即Kraft点。

•★浊点（昙点）：对于非离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶解度急剧下降，溶液出现浑浊，这一温度即浊点。

•表面活性剂的复配：表面活性剂相互间，或与其它化合物配合使用能提高增溶能力，降低用量。

（二）.CMC★Def：表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。

表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。

胶束形状：球状、棒状、层状★胶束的作用：乳化作用；泡沫作用；分散作用；增溶作用；催化作用润湿：液体和固体表面接触时，原来的固－气界面消失，形成新的固－液界面的现象。

是溶液表面张力下降，溶液表面具有吸附现象的结果。

增溶:脂溶性强的物质在与本身性质相似的胶束中，溶解度可明显增大，形成透明溶液，这一作用称为增溶。

增溶体系为热力学上稳定的各向同性溶液。

一定浓度的表面活性剂溶液中溶解的被增溶物质的饱和浓度称为：增容量乳化：互不相溶的两液相，一相液体以液滴状态分散于另一相中，形成非均匀相液体分散体系（称为乳剂），这一作用称为乳化作用。

表面活性剂在此又称为乳化剂，它使一相液体以非常微小液滴状态均匀分散于另一相中。

泡沫：使空气进入溶液中，液体薄膜包围着气体形成泡，由于溶液浮力而升到溶液表面，最终逸出液面形成双分子薄膜。

是气体分散在液体中的分散体系。

★影响CMC的因素：1）表面活性剂的结构：主要包括表面活性剂的碳氢链链长（C↑，CMC↓），碳氢链分支数目（分支多，烃链间作用力↓，CMC↑）、极性基位置（极性基位于烃链中间，CMC↑）、碳氢链中其它取代基（烃链中有极性基团时，CMC↑）、亲水基团（CMC离子> CMC非离子）2）外部条件：温度（T↑，CMC非离子↓）（三）. HLB值：（表面活性剂亲水亲油平衡值）★Def：表示分子内部平衡后整个分子的综合倾向是亲水的还是亲油的。

不同烷基磺酸钠表面活性剂的相互作用机理一、引言二、表面活性剂的概述1、表面活性剂的定义2、表面活性剂的分类三、不同烷基磺酸钠表面活性剂的相互作用机理1、烷基磺酸钠表面活性剂的化学结构2、分子间相互作用机理（1）范德华力（2）静电作用力（3）亲水作用力（4）电化学作用力3、表面活性剂分子聚集行为的影响因素（1）温度（2）浓度（3）离子强度（4）pH值四、不同烷基磺酸钠表面活性剂的应用1、烷基磺酸钠表面活性剂在清洁剂中的应用2、烷基磺酸钠表面活性剂在化妆品中的应用3、烷基磺酸钠表面活性剂在医药领域中的应用五、结论引言随着科学技术和社会经济的发展，表面活性剂作为一种重要的化学与物理学分支，其研究也越来越受到学者们的重视。

其中，烷基磺酸钠表面活性剂作为一种广泛应用的表面活性剂，其相互作用机理一直是研究人员关注的问题。

因此，本文将从表面活性剂的概述入手，系统地介绍不同烷基磺酸钠表面活性剂的相互作用机理，并分析其应用领域，以期对该领域的研究提供参考。

表面活性剂的概述1、表面活性剂的定义表面活性剂(surface-active agent)是一类能够在液体表面或液滴与固体之间形成极薄、均匀、柔韧的分子膜并降低表面或界面的能量，从而达到改变表面或界面物理和化学性质的化合物。

表面活性剂分子的关键特征是有亲水头和疏水尾，亲水头向水相，疏水尾则朝向非极性相（如空气、有机溶剂及固体表面）。

由此可知，表面活性剂分子不同于一般的化合物，它表现出了分子级别的表面和界面活性(表面张力或界面张力降低)。

2、表面活性剂的分类根据表面活性剂头基的不同，可将表面活性剂分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和Zwitterionic表面活性剂四类。

其中，如今应用最为广泛的为阴离子表面活性剂们。

不同烷基磺酸钠表面活性剂的相互作用机理1、烷基磺酸钠表面活性剂的化学结构烷基磺酸钠表面活性剂指的是一类以烷基磺酸为主要疏水链，阴离子磺酸基为亲水头基并具有一定表面活性的化合物。

表面活性剂在石油生产中的作用摘要：随着世界能源需求日益增长，伴随着石油能源的迅速递减，这就要求人们使用各种办法来提高石油的采收率，进而充分利用有限的石油资源。

在众多研究方法中，表面活性剂驱是一种前景颇为看好的化学方法，能很好地提高石油的采收率。

本文综述了在石油开采过程中不同阶段表面活性剂驱中的表面活性剂的种类，并结合了表面活性剂驱在三次采抽中的应用及国内的一些应用实例。

关键词：表面活性剂石油开采应用0 引言随着世界能源需求的增加，对石油的开采量及开采效率的要求越来越高，用常规方法采油，一般仅采出原油地质储量很少，但是大约三分之二的原油仍留在油层中，并且很难解决原油被滞留在岩石孔隙中和剩余原油流动性差的难题。

利用物理化学和生物学等技术来强化开采剩余储量的三次采油法，能有效提高原油采收率。

1 表面活性剂在钻井中的作用1.1 钻井用表面活性剂，避免钻井事故钻井用表面活性剂(包括钻井液处理剂和油井水泥外加剂)用量最大，约占油田用表面活性剂总量的60%左右；釆油用表面活性剂的量相对较少，但其技术含量相对较高，其用量约占油田用表面活性剂总量的1/3，这两类化学品在油田用表面活性剂中占有重要的位置。

在油井的钻探过程中, 表面活性剂常被加入钻井液体系用作降滤失剂, 以使泥饼更致密, 从而降低泥饼中的自由水向地层渗透而避免钻井事故。

降滤失剂需满足的重要要求之一是耐高温, 而要实现这一目的, 需要让表面活性剂分子尽可能多地与黏土表面的氧原子或羟基形成氢键。

因此, 如能在降滤失剂分子结构中引入氟原子,降滤失剂则具有更好的耐温性。

除此之外, 表面活性剂还在钻井液中用作降黏剂、增黏剂、流型调节剂、乳化剂、起泡剂、消泡剂、润滑剂、絮凝剂、黏土稳定剂和缓释剂等。

2 表面活性剂在油气开采中的增产作用2.1 稠油开采，采用表面活性剂增产由于稠油的黏度和密度比普通原油大得多, 因此对大多数的稠油通常采用井底乳液降黏, 即将碱类化合物和表面活性剂以及水注入到井底稠油中或挤入到油层近井地带, 借助井底的高温使稠油从地层渗流到井筒。

Vol 135No 16化基金项目:河南省杰出青年科学基金项目(No.0312*******);河南省教育厅自然科学基金项目作者简介:王培义(1960-),男,教授,硕士生导师,主要研究方向:精细化学品和功能材料。

表面活性剂在纳米材料形貌调控中的作用及机理研究进展王培义　张晓丽　徐甲强(郑州轻工业学院材料与化工学院,郑州450002)摘　要　介绍了表面活性剂在纳米材料合成中的软模板作用和稳定分散作用,重点综述了利用表面活性剂在溶液中聚集形成的胶团、反胶团、微乳液、囊泡、液晶等各种有序聚集体辅助制备纳米材料的作用机理。

展望了表面活性剂在纳米材料形貌调控中的应用前景。

关键词　纳米材料,形貌调控,表面活性剂,有序聚集体,作用机理Progress in f unction and mechanism of surfactant incontrolling of size and shape of nanomaterialsWang Peiyi Zhang Xiaoli Xu Jiaqiang(College of Material and Chemistry Engineering ,Zheng Zhou University ofLight Indust ry ,Zhengzhou 450002)Abstract The f unction of surfactants in controlling size and shape of nanomaterial particles ,which are template ac 2tion and dispersion property ,were anized surfactant assembles ,including micelles ,reverse micelles ,microe 2mulsion ,surfactant liquid crystal and surfactant vesicles are introduced and their mechanism in assistant formation of nano 2materials are summarized.the direction of research of surfactant in controlling of size and shape of nanomaterials is viewed.K ey w ords nanomaterial ,controlling shape ,surfactant ,organized assemble ,mechanism 在纳米材料研究过程中,只有实现对纳米材料微结构的有效控制,才有可能将其更有效地应用于微电子器件等高科技领域中,因此,纳米材料的形貌控制成为当前材料科学研究的前沿与热点。

表面活性剂的作用原理与应用作者：叶聪杨飞李勇来源：《科学与财富》2019年第09期摘要：表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。

表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上。

因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。

表面活性剂溶液可能含有有序相和无序相。

胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部，避免与极性的水分子接触;分子的极性亲水头端则露于外部，与极性的水分子发生作用，并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。

关键词：表面活性剂;合成;分类;作用原理近年来，表面活性剂在生命科学、能源科学、信息材料以及许多现代高新技术中发挥了重要作用。

表面活性剂一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子，可溶于有机溶液和水溶液。

亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。

表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。

它是一大类有机化合物，他们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的实用价值和理论意义。

一、表面活性剂的分类表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基结构进行分类，分直链、支链、芳香链、含氟长链等;根据亲水基进行分类，分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等;有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，按极性基团的解离性质分类1、阴离子表面活性剂：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠肥皂类。

系高级脂肪酸的盐，通式：（RCOOˉ）nM。

硫酸化物RO-SO3-M。

主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。

磺酸化物R-SO3-M。

属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物。

2、阳离子表面活性剂：季铵化物该类表面活性剂起作用的部分是阳离子，因此称为阳性皂。

其分子结构主要部分是一个五价氮原子，所以也称为季铵化合物。

其特点是水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性作用和杀菌作用。

sds裂解细胞原理SDS裂解细胞原理SDS（十二烷基硫酸钠）是一种阴离子表面活性剂，具有良好的蛋白质溶解和分离性能。

SDS裂解细胞是一种常用的方法，用于提取细胞内的蛋白质。

本文将详细介绍SDS裂解细胞的原理。

一、SDS的化学结构及作用机理1. SDS的化学结构SDS（十二烷基硫酸钠）是一种阴离子表面活性剂，其化学式为C12H25NaO4S。

它由一个长链烷基和一个亲水性羧基组成，烷基部分为十二烷基（C12H25），羧基部分为SO4Na。

2. SDS的作用机理SDS在水溶液中形成单分子层，并且与水分子形成氢键，使得其亲水性羧基向外，疏水性烷基向内。

当SDS与蛋白质相互作用时，其亲水性羧基与蛋白质中的极性氨基酸残基（如谷氨酸、天冬氨酸等）形成静电相互作用，同时，SDS的疏水性烷基则与蛋白质中的非极性氨基酸残基（如丙氨酸、苯丙氨酸等）相互作用。

这种作用机理称为“疏水作用”。

二、SDS裂解细胞原理1. 细胞膜的结构细胞膜是由磷脂双层和蛋白质组成的。

其中，磷脂是由两个亲水性头部和一个疏水性尾部组成。

在生物体内，磷脂双层呈现出液晶状态，使得细胞膜具有半透性。

2. SDS裂解细胞的过程SDS裂解细胞是一种常用的方法，用于提取细胞内的蛋白质。

其原理是利用SDS分子对于疏水性的亲和力将细胞膜溶解掉，从而释放出细胞内部的蛋白质。

具体来说，将待处理的样品加入含有SDS和还原剂（如β-巯基乙醇）的缓冲液中，并加以震荡或超声处理。

在这个过程中，SDS分子会穿过细胞膜，与磷脂双层中的磷脂头部相互作用，将其分解开来。

此时，SDS分子会包裹住蛋白质，并将其溶解在缓冲液中。

还原剂的作用是使得蛋白质中的二硫键断裂，从而使得蛋白质变为线性构象。

三、SDS裂解细胞的优点和缺点1. 优点(1) SDS裂解细胞方法简单、快速、高效。

(2) SDS可以将细胞膜溶解掉，从而释放出大量的细胞内部蛋白质。

(3) SDS可以将蛋白质变为线性构象，便于进行电泳分析。

表面活性剂1.表面活性剂：在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面或界面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿，乳化，起泡，增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求。

2.表面：液体或固体与气体的接触面称为液体或固体的表面。

3.界面：液液，固固，或液固的接触面。

4.表面张力：（1）从分子运动的角度来看，气相中分子浓度低于液相，液体内部的分子从各个方向所受的引力相互平衡，合力为0。

液体表面分子的合力不为0，所以液滴自动收缩。

（2）从力的角度来看，是作用于表面单位长度边缘上的力。

（3）从能量角度来看，表面张力是单位表面的表面自由能，是增加单位表面积液体的自由能的增值，也是单位表面上的液体分子处于液体内部的铜梁分子的自由能过剩值。

5.表面自由能：增加单位表面积液体时自由能的增值。

6.表面活性：因溶质在表面发生了正吸附而使溶液表面张力降低的性质。

7.（非）表面活性物质：（不）能使溶液表面张力降低而（不）具有表面活性的物质。

8.吸附现象：当物质加入液体后，它在液体表面层的浓度与液体内部的浓度不同，这种改变浓度的现象。

9.分类按离子类型：非离子、离子（阴、阳、两性）；按亲水基结构；按疏水基种类；按表面活性剂的特殊性（碳氟、含硅、高分子、生物、冠醚）；按溶解性（水溶、油溶）；按相对分子质量（高、低）；按应用功能（乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂、增溶剂）。

10.测定方法：（1）滴重法：自一毛细管滴头滴下液体是，液滴的大小与液体表面张力有关，张力越大，液滴越大。

γ=W/(2πRf)=Vρg/(2πRf)（2）毛细管上升法：当毛细管插入液体时，管中的弯液会上升或下降一定高度，γ=1/2RΔρg(h+r/3)。

(3)环法：把一圆环平置于液面上，测定将环拉离液面所需的最大力。

γ=PF/(4πR)（4）吊片法γ=P/2(l+d)（5）最大气泡压力法γ=Pm/2R（6）滴外形法：表面吸附速率很慢的溶液只能采用滴外形法。

表面活性剂在化学催化中的应用1.表面活性剂2.胶束催化3.相转移催化4.阴离子表面活性剂在有机合成中的催化作用1.表面活性剂•表面活性剂是一种具有亲水亲油结构并具有降低表面张力,减小表面能,能对溶液进行乳化、润湿、成膜等功能的有机化合物。

•任何化学反应速率均与化学反应环境的性质有密切关系,对于一种易溶于水中的反应物和一种易溶于油中的反应物之间的化学反应,其反应速率在某些表面活性剂存在时有明显提高。

•表面活性剂催化化学反应过程的机理有胶束催化和相转移催化。

2.胶束催化•当表面活性物质浓度足够大时,液面上挤满一层定向排列的表面活性物质的分子,形成单分子膜。

•胶束中许多表面活性剂分子的亲水性基团与水分子相接触;而非极性基团则被包在胶束中,几乎完全脱离了与水分子接触。

•在溶液中出现胶束后,介质的微观物理化学性质发生了改变,从而加速了化学反应速度,此时,胶束起着催化剂的作用,称为胶束催化。

2.1.水溶液中胶束催化作用•在表面活性剂水溶液中对化学反应起重要作用的因素有反应物质与胶束之间的静电相互作用力、疏水相互作用力、氢键作用力以及水介质的构型变化等。

这些因素的影响导致基质在胶束表面、胶束核和胶束附近浓集,从而使分子有效碰撞频率增高,反应速度增大。

•(1) 基质在胶束中增溶的程度和方式对反应速度有影响。

•(2) 基质在胶束中增溶的位置不同会对反应速度产生不同的影响。

•(3) 胶束形态不同对反应速度有影响。

•(4) 胶束对反应的立体化学过程也有一定的影响。

•(5) 表面活性剂的分子结构是影响胶束催化的重要因素。

•(6) 胶束的极性效应对那些对介质极性敏感的反应起作用。

•(7) 胶束做为反应介质直接参与反应,在单分子反应时容易见到。

2.2.非水溶液中胶束催化作用•(1) 在非水溶液中表面活性剂胶束未增溶任何极性物质时对化学反应的催化:在非水溶液中,表面活性剂本身能发挥催化作用,反应基质在胶束核内发生特征定向排列,以利于化学键合,促进反应速度加快。

表面活性剂一、概念：表面活性剂（surfactant）被誉为“工业味精”，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使溶液表面张力显著下降的物质。

二、作用机理凡加入少量而能显著降低液体表面张力的物质，统称为表面活性剂。

它们的表面活性是对某特定的液体而言的，在通常情况下则指水。

表面活性剂一端是非极性的碳氢链（烃基），与水的亲和力极小，常称疏水基或亲油基；另一端则是极性基团（如—OH、—COOH、—NH₂、—SO₃H等），与水有很大的亲和力，故称亲水基，总称“双亲分子”（亲油亲水分子）。

为了达到稳定, 表面活性剂溶于水时，可以采取两种方式：1、在液面形成单分子膜。

将亲水基留在水中而将疏水基伸向空气，以减小排斥。

而疏水基与水分子间的斥力相当于使表面的水分子受到一个向外的推力，抵消表面水分子原来受到的向内的拉力，亦即使水的表面张力降低。

这就是表面活性剂的发泡、乳化和湿润作用的基本原理。

在油-水系统中，表面活性剂分子会被吸附在油-水两相的界面上，而将极性基团插入水中，非极性部分则进入油中，在界面定向排列。

这在油-水相之间产生拉力，使油-水的界面张力降低。

这一性质对表面活性剂的广泛应用有重要的影响。

2、形成“胶束”。

胶束可为球形，也可是层状结构，都尽可能地将疏水基藏于胶束内部而将亲水基外露。

如以球形表示极性基，以柱形表示疏水的非极性基，则单分子膜和胶束。

如溶液中有不溶于水的油类（不溶于水的有机液体的泛称），则可进入球形胶束中心和层状胶束的夹层内而溶解。

这称为表面活性剂的增溶作用。

三、分类表面活性剂根据其分子能否解离成离子，分为离子型和非离子型两大类。

离子型又分为阴离子型、阳离子型和两性离子型三类。

1、阴离子型表面活性剂带负电荷的表面活性剂称为阴离子型表面活性剂。

起表面活性作用的是阴离子。

（一）肥皂类系高级脂肪酸的盐，通式: (RCOOˉ)n M。

脂肪酸烃R一般为11~17个碳，表面活性剂肥皂的长链，常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。