磁化水及其溶液表面性质的NMR研究

1、磁化水及其溶液表面性质的NMR研究安燕 刘云 闫海科（贵州工业大学化工系，贵阳市，）（中科院化学所）摘 要 研究了磁化水和表面活性剂水溶液磁化后某些表面性质的变化。发现它们的表面张力均明显下降，下降幅度与磁感应强度和放置时间有关。给出了磁化水的核磁共振谱（NMR）。关键词 磁化水；pH值；表面张力；临界胶束浓度浓度（）中国图书资料分类号 O552.424；O645.162前 言在表面化学的理论和应用中，水的性状是重要内容。磁化水及其溶液在某些领域（医疗、石油、化工）中已得到应用。但由于水本身及磁场作用的复杂性，目前有关磁化在表面化学领域的应用理论和实践研究还不多。水磁化后表面性质被证实均有改变

2、，但结论不一致，研究者对有限的资料和结果还不能进行正确判断和解释。为积累资料，可靠地掌握磁化水的一些表面性质及其变化规律，我们用实验研究了磁化水的pH值、表面张力及其表面活性剂溶液的表面张力、临界胶束浓度，给出了磁化水的核磁共振谱。 实验实验装置：由/型可变磁场，型数字特斯拉计，转子流量计，纯水高位槽和磁化水管路等组成（中科院物理所提供）。数字酸度计型，环法表面张力仪。材料：添加高锰酸钾的二次重蒸蒸馏水，十二烷基磺酸钠（上海试剂厂，化学纯）。实验：以二次重蒸蒸馏水加至纯水高位槽，转子流量计控制流速为. mlmin，垂直通过型可变磁场，塑料瓶收集，完成磁化水制备。对经不同磁场强度处理后的磁化水其

3、pH值均放置小时后进行测定。将制备的磁化水及用它配制的溶液按实验程序和条件进行表面力测定。除了特别指定样品外，测定均在制样后小时进行。 结果与讨论. 磁场对水的pH值、表面张力的影响以及磁化水的表面张力随时间的变化关系分别测经磁感应强度B为 的磁化水在时对应的p值并与原蒸馏水比较，结果如图；其时对应的表面张力，结果如图。图1 ·磁化水的pH值与磁感应强度B的关系蒸馏水的pH值图2 水的表面张力与磁感应强度B的关系图表明，磁化水的pH值大约比蒸馏水上升2.6，这可能是磁场的作用改变了水分子的解离度，使水合氢离子浓度减小，pH值上升。不同的磁感应强度，pH值有少许波动。图3  

4、  磁化水的表面张力与放置时间t的关系图可见，水经磁场处理后明显下降，磁感应强度不同，水的下降亦不同，呈波动关系。磁感应强度在某些节点如 ， ， 时，磁化水的下降较大，约。磁强在 时，磁化水的下降反而减少，显然磁感应强度并非愈大愈好。由图中选择磁感应强度为 磁化水，测其表面张力与放置时间t的关系，如图。图可知，磁化水放置一定时间后，其的下降幅度有回升，说明磁化水的表面张力有弛豫性，弛豫时间约天以上。. 磁场对表面活性剂溶液的表面张力及其临界胶束浓度的影响蒸馏水配制的十二烷基磺酸钠溶液，一份未磁化，一份经 磁场处理，同时于测两溶液表面张力随时间t变化关系，结果如图。另用磁场为 的磁化水

5、，配制系列浓度（质量百分浓度）的溶液，小时后于测溶液的表面张力，结果如表，绘于图。表      0.055    0.109    0.164   0.196    0.225   0.292   0.322   0.342溶液（mNm）      53.02    46.35    43.32  

6、 40.20    39.39   39.06   40.75   41图4 曲线 C12SAS水溶液与时间t关系曲线 C12SAS磁化水溶液的与时间t的关系图5 C12SAS磁化水溶液的与浓度C的关系图表明，磁化后溶液的表面张力比未磁化的明显下降，弛豫时间更长。实验中，未磁化的溶液一直保持溶液态，可认为磁化作用对表面活性剂的溶解性有影响。由图曲线突跃点横坐标值为2.64（9.66×10-3mol·l-1），即在磁化水中的临界胶束浓度，与文献值9.70×10-3 mol·l-

7、1相近，我们认为磁场对如十二烷基磺酸钠类表面活性剂的值影响不大。临界胶束浓度时磁化溶液的表面张力比未磁化溶液的低。 . 磁化水的核磁共振谱（）图给出磁场为 磁化水和未蒸馏水的核磁共振谱。由图知磁化水的化学位移=4.7748×10-6，未磁化水的化学位移=4.7797×10-6，磁化水的质子共振吸收峰与蒸馏水相比移向变场，表明磁化水其质子电子云密度增大，屏蔽增大，不利形成氢键。我们认为这是磁化水的表面张力下降原因之一。图6 结论.水经磁化后其pH值上升约2.6。.磁化后水的表面张力明显下降，下降值与磁感应强度有关，但与放置时间有关，即有弛豫性。弛豫时间在天以上。.核磁共振谱中

8、，磁化水的质子共振吸收峰与蒸馏水比较移向高场，这在理论上与其表面张力下降的结论相吻合。.表面活性剂磁化水溶液的表面张力下降幅度更大，弛豫时间更长。水溶液经磁化后其临界胶束浓度值变化不大。由于磁化后水溶液的表面张力比未磁化溶液的表面张力低得多，故在磁化水中的有效度比在水中好，这在表面化学反应有积极的作用，比如它更利于洗涤。参考文献 Jochi, K·M·Kamat, P·V·J of the Ind·chem·Soc·1966, V·L，No9,PP620622.2 Lielmezs·J·,Themochimeca Acta,1977,19,249.3 Liggieri,