离子液体在微乳液和溶致液晶中的应用研究

摘要

本文用离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐代替油相，非离子表面活性剂Np-10、离子液体和磷酸盐水溶液形成三相微乳液，并以表面活性剂和离子液体、盐的水溶液、水为三组分拟制伪三元相图，其中实验所用盐为磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，表面活性剂与离子液体的质量比为1。若非离子表面活性剂与离子液体的比值发生变化，如增加离子液体的含量，伪三元相图中形成三相微乳液的区域范围明显减小，增加表面活性剂的含量，形成的三相微乳液分层不明显。若用磷酸氢二钠与磷酸二氢钠的混合盐水溶液代替单独的磷酸二氢钠盐的水溶液，形成的三相微乳液区也会有明显的变化，随着磷酸氢二钠含量的不断增加，三相微乳液区的范围先增大后减小。本文还对微乳液基质做了简单的研究，加速老化试验和离心试验证明了微乳基质具有良好的稳定性。微乳液中加入助表面活性剂的主要作用是：可以降低界面张力；可以增加界面的柔韧性，使界面易于弯曲，可以导致微乳液的自发形成。助表面活性剂一般采用的是中等链长的醇，胺及有机酸等。本实验用正丙醇作为助表面活性剂，以Np-10为表面活性剂，1-丁基-3甲基咪唑磷酸盐为油相，混合搅拌滴加蒸馏水，在25℃下制备微乳液，以Np-10和正丙醇混合溶液、离子液体和水作为三相绘制伪三元相图，考察这种助表面活性剂和表面活性剂比例不同时对形成微乳液区的影响。从实验中可以观察到，Np-10和正丙醇质量比为1时所形成的微乳液区相对于别的比值时所形成的微乳液区大。
　　本文还研究了非离子表面活性剂异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚与离子液体形成溶致液晶并以液晶为模板合成ZnS纳米材料。由于表面活性剂的双亲结构，当表面活性剂在水中的浓度达到其CMC以上时，若再增加表面活性剂的浓度，分子会通过范德华力和静电引力相互缔合，体系的自由能降低.胶束进一步缔合成液晶，我们把表面活性剂液晶分为热致液晶和溶致液晶两大类，其中热致液晶的液晶相变化是由温度引起的，而溶致液晶是由化合物和溶剂组成，是由浓度的变化引起的，最为常见的一种溶致液晶是由表面活性剂和水组成的，表面活性剂在非水溶液中也能形成液晶，本文针对非离子表面活性剂在三种不同的离子液体中形成的液晶以及在应用方面进行了研究，三种简单离子液体硝酸乙基醇胺、硝酸丙基醇胺、硝酸异丙基醇胺为本实验室自行合成。本实验用偏光显微镜、差示扫描量热法、傅里叶红外光谱、小角X射线散射技术对液晶相结构进行了表征，并探究了非离子表面活性剂在三种离子液体中能形成液晶的浓度范围及温度对液晶的影响。以溶致液晶为模板，硝酸锌和硫代乙酰胺在液晶溶致层中发生反应生成ZnS粒子，从XRD图谱中可以证明生成的粒子为高纯度ZnS，从TEM图上可以看出，以不同液晶模板合成的粒子大小相差很大。综上所述，离子液体在微乳液和液晶的实际应用方面前景很大。