量子化学方法研究阴离子表面活性剂在气液界面上的吸附

摘要：

用量子化学方法中的密度泛函理论,在B3LYP/6-31G水平上,对十二烷基硫酸钠(SDS)阴离子表面活性剂与水分子形成的水合物CH3(CH2)11OSO3-(H2O)n(n=0～7)进行结构优化和频率计算.从分子水平上研究了CH3(CH2)11OSO3-在气液界面上与水分子的相互作用.计算结果表明:(1)7个水分子与极性头均采用1∶1型和2:1型,即极性头中一个氧原子或2个氧原子与水分子以氢键形式构成水合层；(2) CH3(CH2)11OSO3-中的氧原子与水分子中的氧原子最短氢键的键长(O-O键长)在0.27～0.31 nm之间,H…O键长在0.19～0.21 nm之间,O-H...O键角在140°～167°之间,均属于中强氢键；(3)水合物R(S-O)平均键长比表面活性剂单体分子分别增长了,说明形成水合物后S-O间的键减弱； (4)结合能D0从64.04 kJ/mol增加到428.29 kJ/mol,说明随着水分子数的增加,所获得的7种水合物的稳定性依次增强,表明最终形成的水合层是稳定的；(5)随着水分子数增加疏水基链长收缩,亲水基总电荷增加,C12-O13-S14的键角增大；(6)由于烷烃链带有了弱电荷,使胶束内核带有了部分极性,此种极性介于烷烃油相和水相的极性之间,利于表面活性剂在溶液中的聚集.

关键词：阴离子表面活性剂、相互作用、密度泛函理论、胶束、电荷

所属期刊栏目：29

分类号：O641-4(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：湖南省高校创新平台开放基金项目09K099;衡阳市科技局项目2010KJ27;湖南省大学生研究性学习与创新性实验计划项目2009;院青年骨干教师经费资助和学院青年课题

在线出版日期：2012-05-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：151-155