煤瀝青與Gemini雙季銨鹽表面活性劑相互作用的模擬計算.pdf

1、分散劑在煤瀝青表面的潤濕和吸附是決定其能否制得符合要求的煤瀝青水漿的關鍵因素。若要系統(tǒng)、深入研究分散劑與煤瀝青的潤濕和吸附，則需對兩者的結構特征進行考察。雖然前期研究中采用元素分析、XPS、SEM-EDS、IR等手段對煤瀝青的組成進行了分析，但所得結果僅為元素組成和含量、表面官能團等，無法獲得煤瀝青的確切結構信息。鑒于上述原因，本文依據煤瀝青的GC-MS分析結果，從中選擇兩個含量最大的組分苯并[e]熒蒽和苯并[ghi]苝作為煤瀝青的代表

2、結構，采用量子化學計算的方法進一步模擬苯并[e]熒蒽、苯并[ghi]苝與m-n-m型Gemini表面活性劑的相互作用，以期從理論上闡明并解釋煤瀝青與Gemini表面活性劑的作用原理，并為實驗結果提供理論依據。
　　采用量子化學方法對煤瀝青與Gemini表面活性劑的相互作用進行研究，探究了兩者作用的熱力學參數、作用力、電荷變化，考察了不同的疏水鏈長度、聯結基長度對煤瀝青性能的影響，研究結果發(fā)現：
　?。?）對于Gemini表面

3、活性劑的兩種構型而言，非直鏈型的相比直鏈型的結合能要低，其結構比較穩(wěn)定。而與煤瀝青作用后的結果發(fā)現，分子m-8-m與m-4-m系列非直鏈型的Gemini表面活性劑比直鏈型的結合能均較低，非直鏈型的結構比較穩(wěn)定。分散劑與煤瀝青吸附作用體系直鏈型的8-4-8、8-8-8結構比較穩(wěn)定，非直鏈型的12-8-12、12-4-12、14-4-14構型比較穩(wěn)定。進行溶劑化效應計算后分散劑的12-8-12、14-8-14、8-4-8、14-4-14構型

4、比較穩(wěn)定。
　?。?）分析m-4-m與m-8-m系列的熱力學參數發(fā)現，表面吸附為吸熱過程，是焓驅動的過程，m-4-m整體分散過程自發(fā)性較好，m-8-m系列的分散過程自發(fā)性較差。而溶劑化效應計算之后，考慮溶劑化效應則吸附變?yōu)榉艧徇^程，屬于熵-焓共同驅動的效果。兩個系列分散劑分散的體系都不能自發(fā)，m-4-m系列的吉布斯自由能變較大，相比m-8-m系列，m-4-m系列分散劑需要外界的能量要高。加入溶劑化后對整個分散體系影響較大。