表面活性剂在非线性化学动力学中的应用

1、表面活性剂在非线性化学动力学中的应用环科0311(一) 表面活性剂对溶液均相振荡反应的影响溶液均相振荡反应，均为氧化还原反应，是纯粹由化学反应形成的振荡，一般按氧化剂进行更细的分类，并以首先发现者的名字命名，如氧化剂为溴酸盐时，则称为BelousovZhabotinskii反应(简称BZ反应)。2溴酸盐振荡器是化学振荡领域中最熟知的BZ反应，可分为有、无金属催化剂两类。由于含有聚氧乙烯链的表面活性剂中的醚氧可与金属离子配位，故可改变金属离子的性质，从而对金属离子催化的BZ反应有一定的影响。3曾有文献报道了表面活性剂在临界胶束浓度(CMC)附近对振荡反应的影响。试验发现，在锰催化及非催化的BZ反

2、应中，改变加入的TX100的浓度，在CMC附近振荡参数有明显的突变。这就进一步说明了，表面活性剂单体与胶束对振荡反应的影响不同。表面活性剂胶束的形成改变了反应微环境，从而产生了振荡参数的突变。在用另外几种表面活性剂代替TX100时，发现其重复性变差。尤其是阴离子表面活性剂与带正电荷的金属催化剂缔合，会出现振荡与间歇搅拌相关的奇异现象。这种由少量物质的加入而明显地改变振荡反应重复性的事例为说明一些非线性微分方程对初值变化的敏感性提供了实物依据。由此也表明，不同表面活性剂由于组成、结构的差别，对同一振荡反应的影响也是有特征的。4(二) 由表面活性剂引发的化学振荡反应表面活性剂不仅对已知振荡反应有影

3、响，而且还能引发原本不振荡的化学体系产生振荡反应，且表面活性剂浓度远小于有机底物浓度。文献4曾报道过一类由浓度相当于金属催化剂的表面活性剂引发的铈催化的溴酸盐氧化糖类的化学振荡反应。不加表面活性剂时，此体系无化学振荡现象，仅有表面活性剂而无糖类底物也不会产生振荡。表面活性剂引发振荡的原因是由于表面活性剂胶团对反应中间物溴的增溶作用及与金属离子催化剂络合作用的结果。铈离子催化的酸性高猛酸盐氧化糖类的体系中加入少许表面活性剂也可引发化学振荡。5(三) 以表面活性剂为关键组分的液膜振荡器 液膜振荡器是以表面活性剂为关键组分，并以表面活性剂为分类标准，它表现了表面活性剂在穿越油水界面扩散时，伴随着形态

4、变化，自发产生的界面性质的周期变化，本质也是一种由相转移产生的阻抑振荡。界面就象一个门坎，过此门坎，表面活性剂就要发生单体与聚集体之间的形态变化。 6文献以辛基苯基聚氧乙烯醚非离子表面活性剂为关键组分，设计出一类新型液膜振荡器。它与以往磷脂类非离子表面活性剂型液膜振荡器的主要差别，在于表面活性剂不会水解，是纯粹的非离子型液膜振荡器；在实验装置和监测手段上，也进行了改进，如用一对铂电极代替加盐桥的一对AgAgCl电极，用双套管式的小烧杯取代U型管，不仅使装置简化，易于操作，而且大大提高了实验的灵敏度与重复性。这对于用液膜振荡器模拟生物体系的神经感觉传递及各种周期现象无疑是非常有益的。 7综上所述，表面活性剂在非线性化学动力学研究中的应用不仅有利于新型化学振荡器设计，便于了解复杂反应的机理，而且亦可促进非线性化学动力学在模拟