Page 148 - 《精细化工》2020年第8期
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·1646· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
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于含油土壤处理具有重大意义 ,但是不同的助表 恒温水浴锅中,稳定 12 h,待微乳液相态形成并稳
面活性剂和油水比对微乳液相行为影响的基础实验 定后,读取并记录各相体积。重复上述操作,直至
数据方面有所欠缺,需进一步完善。 微乳液相态不再变化。根据各相体积分数随助表面
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常用的助表面活性剂有中长链的醇类 、脂肪 活性剂含量的变化绘制 Winsor 相图。以柴油为油
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酸 、胺类 [10] 、醚类 [11] 等。助表面活性剂和表面活 相,正丁醇为助表面活性剂,AEO-9 含量为 8%的
性剂在降低油水之间的界面张力,改变微乳液体系 醇度扫描 Winsor 相图如图 1 所示。
的亲水亲油平衡方面具有协同作用 [12] 。因此,探究
助表面活性剂对微乳液相行为的影响需要先选择一
种方便易得、环境友好、应用价值较高的表面活性
剂,脂肪醇聚氧乙烯醚-9(AEO-9)是较好的选择 [13] 。
油相的性质同样会影响微乳液的相行为规律,油相
可以分为单质油相和混合油相:单质油相是以正己
烷、正辛烷和正十二烷等单质为油相 [12] ;混合油相
是以汽油、煤油和柴油等混合物为油相。之前的研
究大多选择一种助表面活性剂和油相进行微乳液的
相行为规律探究 [14-16] ,但是对比多种油相和助表面
活性剂对微乳液相行为影响的探究具有更为重要的 图 1 醇度扫描 Winsor 相图
意义。 Fig. 1 Alcohol scanning Winsor phase diagram
筛选了几种常见的助表面活性剂并进行初步适 由图 1 可知,随着正丁醇含量的增加,微乳液
应性考察,发现:以环己胺 [17] 、N-甲基吡咯烷酮 [18] 、
二乙二醇单乙基醚 [11] 、苯甲酸乙酯 [19] 、二甘醇单乙 体系相态由 Winsor Ⅰ经 Winsor Ⅲ向 Winsor Ⅱ型
转变。A 1 点是 Winsor Ⅲ型微乳液刚刚形成的点,
醚 [20] 、乙二醇单丁醚 [21] 等作为助表面活性剂不能形
成微乳液;以正丁醇、异丁醇和仲丁醇为助表面活 A 2 点是 Winsor Ⅲ型微乳液即将消失的点。A 1 和 A 2
两点的差值被称为醇宽,用△A 表示。对于大多数
性剂能形成微乳液。正丁醇是醇类助剂中使用最普
微乳液体系,A 1 点为 Winsor Ⅰ型微乳液中增溶油
遍的助剂,异丁醇和仲丁醇在生物降解性方面具有
相最多的点。从图 1 可以明显地看出微乳液相态随
优势。
正丁醇含量增加的变化情况,得出微乳液中微乳相
本文拟考察这 3 种助表面活性剂和油水比与
体积占微乳液总体积的体积分数,从而判定微乳液
AEO-9 表面活性剂交互作用对微乳液相行为的影
的增溶性能。
响,为微乳液法用于含油土壤的处理提供了基础实
1.2.2 油水比对微乳液相态影响实验
验数据。
在 50 mL 具塞试管中加入 10 mL 去离子水,
1 实验部分 8%~24%的 AEO-9,1%的 NaCl,并根据 1.2.1 节实
验结果,选取微乳液相态呈 Winsor Ⅰ型或 Winsor
1.1 试剂与仪器
Ⅲ型时的助表面活性剂含量,充分混合均匀后置于
正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正辛烷、NaCl,AR,
35 ℃的恒温水浴槽中。待体系稳定后向其中添加一
国药集团化学试剂有限公司;AEO-9,质量分数
定量的正辛烷或柴油,振荡后将其置于恒温水浴槽
99%,中国石油吉化集团公司;0#柴油,中国石油
中稳定 12 h,观察相态变化,稳定后读取并记录各
加油站。
相体积。不断向体系中加入正辛烷或柴油,直至微
AL204/00 型梅特勒-托利多天平,梅特勒-托利
乳液相态不再发生变化。
多国际贸易(上海)有限公司;J-HH-6A 型恒温水
浴槽,上海皓庄仪器有限公司。 2 结果与讨论
1.2 实验方法
1.2.1 醇度扫描实验 2.1 醇度扫描实验 Winsor 相图
在 50 mL 具塞试管中依次加入 10 mL 去离子 2.1.1 正辛烷体系醇度扫描实验 Winsor 相图
水、10 mL 正辛烷或柴油,8%~24%(以去离子水质 以正丁醇、异丁醇和仲丁醇为助表面活性剂,
量为基准,下同)的 AEO-9 表面活性剂,1%的 NaCl, 正辛烷为油相,依照 1.2.1 节实验方法考察 3 种醇对
一定含量的助表面活性剂,混和均匀后置于 35 ℃的 微乳液相行为的影响,结果如图 2 所示。