十二烷基苯磺酸钠在sio.docx

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1、十二烷基苯磺酸钠在Sio表面活性剂分子在固液或气液表面的吸附可以应用于许多领域，如介质材料的制备、矿物 浮游选择等。随着计算机软、硬件性能的提高，计算机模拟逐渐成为研究固液界面性质的另外一种强有 力的工具，在分子水平上为我们提供实验上难以观察和检测到的吸附结构和动力学过程磺酸盐阴离子表面活性剂在三次采油中有广泛的应用，在分子水平上研究其在固体表面的 吸附，对理解驱油机理、探讨表面活性剂在驱油实验中的损耗以及与固体表面的相互作用 等，都会对实验研究有所帮助.因此，本文采用分子动力学方法研究了十二烷基苯磺酸钠 (SDBS)在固液界面的聚集.由于地下油层中的岩石均属硅酸盐材料，模拟中我们选取无定 形

2、的Si 01体系a和cu模拟计算采用Material Studio 4. 3前五项为成键相互作用，包括表示键长、键角、二面角、离平面和交叉项势能函数，式中 1、。、3、X分别为键长、键角、二面角和离平面振动的角度;后两项为非键相互作用， 表示静电相互作用自Material Studio软件包数据库中选取无定形Si 0为比较表面活性剂分子在气液界面和固液界面之间的竞争吸附，我们把水溶液厚度设为 3. 0 nm,以保证表面活性剂分子有足够的空间自溶液向固液界面或气液界面聚集，此命名 为体系A;同时作为对比，为防止表面活性剂分子自溶液向气液界面迁移，我们在体系A的 溶液表面再加入2. 0 nm的纯水

3、层，以保证SDBS分子在水溶液完全吸附到固体表面，我们 定义为体系B (图示和详细信息参见图2和表1).2结果与讨论2. 1表面活性剂活性图3 (a)为体系A在固体表面上带有负电荷的DBS在体系B中，由于水层的增加，水分子阻碍了表面活性剂分子从液相向气相的迁移，使得 DBS 我们也观察到在模拟过程中，Na2.2 表面活性剂极性头与我国k径向分布函数表示两个粒子之间在彼此空间中占有的几率，可以根据粒子之间的径向分布 函数计算两个粒子之间的平均作用势(potential of mean force, PMF) :W (r) =-k图6a示出了体系A中表明活性剂极性头与水分子之间的PMF.其中有三个

4、典型的图解：i) 在r在极性头与水分子距离超过0.6 nm后，PMF表明二者之间的长程相关接近为零(图6 (a).对于表面活性剂分子而言，极性头与水分子之间通过氢键和静电相互作用易于形 成有序水层结构，体现在形成一个非零的成对势;而距离超过一定值时，这种作用势减弱, 直至消失.也表明极性头与水分子之间的作用距离有一定的限制.在对比极性头与Na比较极性头与水分子和Na2.3 表面活性剂分子为进一步说明表面活性剂分子在界面处微观的空间结构，选择体系A中DBS为进一步理解表面活性剂与水分子在固液和气液界面上的相互作用，重点讨论了 SDBS极 性头与其周围水分子之间的氢键.我们发现溶液中不论是气液界面

5、还是固液界面，表面活 性剂分子都可以与水分子形成氢键.图8中选择了三个具有代表性的表面活性剂分子，此 时极性头中三个0原子均与水分子形成了氢键.根据形成氢键中极性头0原子参与的数量, 对形成的氢键归纳如下：1) 1：1型，即极性头中1个0原子与1个水分子形成氢键;2) l：n型，即极性头中1个0原子与多个水分子形成氢键;3) n：l型，即极性头中多个0 原子与1个水分子形成氢键.由于极性头中的0原子只能作为氢键供体，尽管水分子包含 两个氢键供体和两个氢键受体位置，此时溶液中的水分子也只能作为氢键受体与之形成氢 键,而对于第一水层中的水分子而言，参与的氢键只有两个位置，因而在极性头周围更多 形成1 ： n型，其次为1 ： 1型，少数采用n ： 1型.3结论采用分子动力学方法研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在无定形Si 0