电导法和荧光法测定dodac胶束浓度

电导法和荧光法测定dodac胶束浓度

在溶液中形成皮阀是表面活性剂的一个重要特征。20世纪20年代，mebain研究了脂肪酸钠和烷基磺酸钠的存在，并提出了胶束的存在。临界胶束浓度（cmc）是表面活性剂在水中形成胶束的迹象之一。cmc越小，形成胶束所需的浓度越低。因此,一般情况下CMC可以作为表面活性剂表面活性的一个总量度,原则上,表面活性剂溶液物理化学性质的突变皆可用来测定表面活性剂的CMC。文献报道的测定CMC的方法已有30多种,如电导法、燃料法、增溶作用法、表面张力法和NMR方法等,最常用的是表面张力测量和电导测量,不同方法测定同一表面活性剂的CMC值有一定差异,也各有特点。表面活性剂的溶液能够增溶多环芳烃并发射较强的光,可用来测定CMC值。测定表面活性剂临界胶束浓度(CMC)的荧光探针有:8-苯氨基萘-1-磺酸镁、艹北、芘等。本文在DODAC溶液中加入α-溴代萘为荧光探针,测定不同DODAC浓度下的荧光强度,以强度的突变来确定溶液的CMC值,并与电导法的结果相比较,取得了相近的结果。α-溴代萘是对疏水环境敏感的发光分子,形成胶束后,α-溴代萘会增溶到胶束的疏水区,并由于刚性化、疏水等作用而使荧光得到增强。双十八烷基二甲基氯化铵(DODAC)是一种季铵盐型阳离子表面活性剂,有着广泛的用途。在水溶液中,充分超声作用的条件下,DODAC会形成单室的囊泡。最新的研究表明,以DODAC为模板剂,在合适前驱体的存在下,可以形成中空的球形无机或有机纳米材料,这是一般单链阳离子表面活性剂较难实现的。本实验室采用DODAC为模板剂,成功地制备出结构可控的介孔氧化硅材料,证明其对氧化硅材料的孔结构具有较强的调控性。对DODAC在溶液中形成胶束条件的了解,是以其为模板剂制备可控介孔材料的前提。现有公开发表的文献中没有以α-溴代萘为荧光探针测定DODAC的CMC值的报道,文献及手册中也缺乏用其它方法测定的DODAC的CMC值。本文通过电导法和荧光法测定了DODAC的CMC值。1实验部分1.1试剂:清水、去离子水、脉冲光照双十八烷基二甲基氯化铵(丙酮两次重结晶提纯,中国日用化学研究院出品);α-溴代萘(化学纯,上海试剂一厂);其余试剂为分析纯;水为去离子水。LS-50B发光分析仪(美国PE公司,脉冲光源);DDS-12A数字式电导率仪(萧山市伊士曼仪器制造公司);DJS-1型电导电极(上海电光器件厂);KQ-250DE型数控式超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。1.2实验方法1.2.1dodac贮备液的制备取一定量的双十八烷基二甲基氯化铵(DODAC)放入50mL容量瓶中,加入适量的水摇荡数分钟后放入超声波清洗器中,在温度为50℃,功率为40W的条件下超声4h,静置到室温后定容,得到DODAC的贮备液。1.2.2dodac浓度的测定在一系列100mL的容量瓶中加入不同量的DODAC贮备液,用水定容后放入超声波清洗器中,在温度为50℃,功率为40W的条件下超声60min得到一系列不同DODAC浓度的溶液。恒定温度为14℃后,按浓度从低到高顺序依次测量电导率,每种浓度测量3次取平均值。1.2.3dodac荧光检测在一系列10mL的比色管中加入不同量的DODAC贮备液,加入定量的α-溴代萘溶液,以水定容,定容后α-溴代萘的浓度为1×10-4mol/L。放入超声波清洗器中,在温度为50℃,功率为40W的条件下超声60min得到一系列不同DODAC浓度的溶液。调节荧光仪的参数,激发波长为250nm,发射波长为360nm,激发发射狭缝均为15nm,扫描速度为1000,平滑为9.6。在14℃条件下恒温后按浓度从低到高的顺序依次测量荧光强度,每种浓度测量3次。2结果与讨论2.1dodac导率k由电导法测得DODAC溶液电导率,以浓度c为横坐标,以溶液电导率k为纵坐标,做浓度-电导率图(图1),k~c直线的转折点对应的浓度即为该温度下DODAC的CMC值。经计算,拐点处的浓度为5.24×10-5mol/L,对应DODAC溶液的CMC值。2.2dodac浓度与荧光相对强度的关系测得荧光强度,以浓度㏒c为横坐标,荧光相对强度为纵坐标,得到DODAC浓度与荧光相对强度关系图(图2),浓度与荧光强度直线转折点对应的浓度即为溶液的CMC值。经计算拐点处的浓度为9.67×10-5mol/L。3突变点对应于表面活性剂的cmc值实验中通过DODAC溶液的相对荧光强度的突变来寻找DODAC溶液的临界胶束浓度,溶液荧光特性的突变表明其体系的变化,即表面活性剂胶束的形成。因此,突变点应对应于表面活性剂的CMC值,与电导法测定的结果非常吻合。从论文可以看出,CMC以上的DODAC有很好的结构导向作用。电导率和荧光相对强度都是随着溶液浓度的增