有序介孔二氧化硅材料的制備與形成機(jī)理研究_圖文_百度文庫

1、山東大學(xué)博士學(xué)位論文有序介孔二氧化硅材料的制備與形成機(jī)理研究姓名：韓書華申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：物理化學(xué)指導(dǎo)教師：侯萬國20031016 山東大學(xué)博士學(xué)位論文之間可以調(diào)節(jié)：（）表面積極大；（）具有很好的熱穩(wěn)定性與水熱穩(wěn)定性；（）顆粒具有豐富多彩的外形。有序介孔材料的分類有序介孔材料的分類依據(jù)所用的表面活性劑、硅源、合成方法的不同，分為大類，列于表一中。從表中可以看出；有序介孔材料合成均采用表面活性劑或水溶性聚合物的自組裝體系。從而保證孔道在空間的排列有序，孔徑在之間可調(diào)。介孔材料的合或方法與機(jī)理介孔材料的合成方法介孔材料的合成方法是采用自組裝的合成方法它包括兩個(gè)階段：（）前驅(qū)體與表面活性劑共同

2、形成有楓無機(jī)超分子聚集體，前驅(qū)體在預(yù)先形成的有序聚集體上發(fā)生水解與縮合反應(yīng)，形成介孔復(fù)合體。（）利用高溫或化學(xué)法除去表面活性劑即可形成有序介孑材料。表介孔材料的合成路線表面活性劑有陽離子、陰離子、非離子、高分子等表面活性劑都可用來制各介孔材料，其合成路線如表一所示。表面活性劑常用的有烷基季胺鹽表面活性劑（如。，一，一，）：羧酸鹽、硫酸鹽、磷酸酯型陰離子表面活性劑，平平加、伯胺、司盤、吐溫非離子表面活性劑，三嵌段、兩嵌段的聚合物。使用不同類型的表面活性劑所得到的介孔材料的性能有較大的差異，如使用烷基季胺鹽的表面活性劑所得到的介孔材料的孔徑在，孔道有序性較好、孔壁較薄，熱穩(wěn)定性也較差，使用非離子表

3、面活性劑可以得到山東大學(xué)博士學(xué)位論文孔壁較厚、粒徑小且具有二次堆積孔的介孔材料，但孔道有序性差。使用三嵌段的高分子表面活性劑可以在酸性條件下得到高規(guī)整度的（），產(chǎn)物的孔徑與壁厚大大增加，而且熱穩(wěn)定性與水熱穩(wěn)定性也得到了提高，。介孔材料的形成機(jī)理液晶模板機(jī)制“液晶模板機(jī)制”是由的研究者提出的（如圖一所示），它是基于表面活性劑的聚集體液晶（即溶致相）同結(jié)構(gòu)相似，。它們的共同之處在于介孔結(jié)構(gòu)依賴于表面活性劑的碳?xì)滏湹拈L度，表面活性劑濃度的變化和有機(jī)溶脹劑的作用。作為材料代表是（六角堆集的圓柱形的介孔），的研究者提出了兩條合成路線的機(jī)理（圖一中和路線） 圖液晶模板機(jī)制示意圖鋁硅前驅(qū)體的晶種占據(jù)了預(yù)存在

4、的六角液晶相之間的空間并且沉積在相的棒狀膠束上。無機(jī)離子以某種方式調(diào)控表面活性劑分子排列成六角狀的分布。在任何一種情況下，無機(jī)物（高值是帶負(fù)電荷）優(yōu)先地同帶正電荷的表面活性劑的胺基極性基團(tuán)相互作用，并聚結(jié)成帶連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體，所得到的有機(jī)一無機(jī)介孔結(jié)構(gòu)可認(rèn)為是六角排列的表面活性劑棒狀膠束浸沒在硅酸鹽的介質(zhì)中。將表面活性劑除去以后成為開放的介孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這個(gè)機(jī)理在介孔材料研究的初期得廣泛的接受。但隨著對(duì)介孔材料的研究的深入，此機(jī)理面臨者難以克服的問題：等人發(fā)現(xiàn)在高值下硅酸鹽不發(fā)生縮聚，在較低的濃度下，在溶液中只有膠團(tuán)存在，通過水熱處理也可得到介一¨山東大學(xué)博士學(xué)位論文孔材料，這是液晶

5、機(jī)理無法解決的問題。電荷密度匹配一群各圖電荷密度匹配機(jī)理示意圖“電荷密度匹配”的理論模型是由和等提出的，他們認(rèn)為可以由層狀相衍生而來，最初的混合物的相是層狀的（由檢測(cè)），它是由陰離子的硅酸鹽和陽離子的表面活性劑的極性基團(tuán)的靜電吸引力引起的。當(dāng)硅酸鹽離子開始聚集時(shí)伴隨著電荷密度的減少，為了維持電荷密度的平衡，層狀開始彎向表面活性剜的極性基團(tuán)，使層狀的介孔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成六角狀的介孔結(jié)構(gòu)。并認(rèn)為骨架結(jié)構(gòu)的形成中以下個(gè)過程起決定作用；（）低聚態(tài)二氧化硅物種與表面活性劑的極性頭在靜電作用下多齒配位；（）低聚態(tài)二氧化硅物：種在表面活性劑膠束表面優(yōu)先聚合；（）表面活性劑極性頭與硅物種之間的電荷密度匹配。這個(gè)機(jī)理

6、對(duì)介孔材料不同孔道結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)化給予了較合理的解釋。硅酸鹽棒狀聚集體以前的理論認(rèn)為一的形成是通過水溶液均相而形成的。最近的工作表明可通過多相而形成。通過低溫發(fā)現(xiàn)：在合成一的中間結(jié)構(gòu)形成的棒狀膠束外圍裹著硅酸鹽的聚集體。在沉淀物出現(xiàn)之前發(fā)現(xiàn)了伸長膠束的聚集體。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，認(rèn)為硅酸鹽離子擴(kuò)展到并沉積在聚集體的單個(gè)膠束的表面上，棒狀膠束聚集體最后轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷猁}覆蓋的膠束。因此，膠束的聚集體可以作為眥一形成的晶核。硅酸鹽棒的組裝東大學(xué)博士學(xué)位論文和他的同事們根據(jù)譜發(fā)現(xiàn)在的合成中六角狀的相并沒有出現(xiàn)，他們提出：在所報(bào)道的合成條件下，的形成是二到三個(gè)單層的硅酸鹽前驅(qū)體沉積在分離的表面活性剎的膠束界面上而

7、開始的，硅酸鹽所包覆的棒狀物隨機(jī)定向，最后堆集成六角的介孔結(jié)構(gòu)，加熱和陳化使硅酸鹽完全聚集成所合成的一的介孔結(jié)構(gòu)（如圖所示）。圖一硅酸鹽棒的組裝機(jī)理示意圖硅酸鹽層堆集圖一硅酸鹽層堆積機(jī)理示意圖等人根據(jù)柏譜的結(jié)果提出，加入硅酸鹽后表面活性劑分子組裝成六角狀的相，然后硅酸鹽形成層狀結(jié)構(gòu)，排列有序的棒狀膠束插入到這些層的之間（如圖一所示），在陳化作用下這些層堆積在棒狀膠束的周圍，轉(zhuǎn)化成含有表面活性劑的的介孔結(jié)構(gòu)?！榜迣印背鰱|大學(xué)博士學(xué)位論文“警囂黧”怒囂胃。腳哪圖“褶層”機(jī)理示意圖。）離子交換：）煅燒。層狀向六角相的轉(zhuǎn)變出現(xiàn)在所說的的材料中。制備，是將胺鹽型的表面活性劑分子插入到（單層的硅酸鹽晶層組

8、成的水合硅酸鈉）中，當(dāng)表面活性劑分子通過離子交換到層狀結(jié)構(gòu)后硅酸鹽的晶片在表面活性劑分子周圍隆起，聚集成六角的介孔結(jié)構(gòu)（如圖一所示）。最后的產(chǎn)物與一非常相似而不同與結(jié)構(gòu)。但是等發(fā)現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)仍然存在在由衍生而來的介孔結(jié)構(gòu)材料中。硅酸鹽液晶腳曲威瞞圖一硅酸鹽液晶機(jī)理示意圖在硅酸鹽離子不聚結(jié)的條件下，如低溫和高值（“）。等通過和，中子散射實(shí)驗(yàn)得出；在硅酸鹽陰離子的作用下，的膠束溶液可轉(zhuǎn)化成六角液晶相，這同電解質(zhì)對(duì)膠束相的屏蔽作用相似。硅酸鹽陰離予山東大學(xué)博士學(xué)位論文同表面活性劑的鹵離子相互交換，形成硅酸鹽的液晶（）相，硅酸鹽陰離子包覆在圓柱形的膠束外面（如圖所示）。除了在表面活性劑的濃度很低和硅酸鹽

9、的反離子發(fā)生變化時(shí)，相行為同經(jīng)典的溶致體系相類似。加熱相引起硅酸鹽離子不可逆轉(zhuǎn)聚集成一。膠束模板機(jī)制在表面活性劑的自組裝體系中，當(dāng)表面活性劑濃度超過時(shí)，表面活性劑可形成球形、棒形、六角、立方、層狀液晶和蟲狀膠束等有序體，這些有序體的形成均可以用來做模板合成介孑材料。如我們用蠕蟲狀膠束體系來合成介孔材料，在合成過程中加入正戊醇來調(diào)節(jié)蠕蟲狀膠束的形態(tài)從蠕蟲狀變化到球形，介孔材料可以從形態(tài)乃至結(jié)構(gòu)上非常好復(fù)制出原來的模板體系的變化。因此膠束模板機(jī)制的建立可解釋介孔材料的形成機(jī)制。介孔材料的性質(zhì)介孔材料的外形介孔材料的合成可以在酸性條件下和堿性條件下得到，在堿性條件下通常得到的是具有不規(guī)則形狀的粉末；

10、在酸性條件下，可得到不同形狀的球形、圓盤形、棒形、纖維、中空管、螺旋管以及其它放射形態(tài)（如圖所示）。其形態(tài)受溫度、值、反離子、助表面活性劑的影響，通過改變合成條件可以方便地對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，易于得到形態(tài)規(guī)整的材料。 圖一介孔二氧化硅的形貌介孔材料形貌的形成機(jī)理缺陷作用機(jī)理，已有很多文獻(xiàn)說明晶體中存在點(diǎn)、線或面缺陷，這些缺陷和晶核形成、生長、外貌形成、相轉(zhuǎn)移以及電荷轉(zhuǎn)移等諸多因素相關(guān)。液晶中同樣存在這些缺陷，由于液晶一般具有低粘度、易形變的特征，穩(wěn)定缺陷所需的能量比固體晶體小得多。大量高曲率介孔二氧化硅形態(tài)的觀測(cè)結(jié)果，表明，六方介氧化硅的許多形貌與六方有機(jī)液晶的表面輪廓和結(jié)構(gòu)缺陷驚人的相似。因此、等

11、均推測(cè)介孔二氧化硅合成產(chǎn)物的形態(tài)可能起源于晶體缺陷。等利用晶體生長動(dòng)力學(xué)的方法說明了缺陷在介孔二氧化硅形貌形成中具有極為關(guān)鍵的作用。他們認(rèn)為反應(yīng)過程分為兩步，首先是誘導(dǎo)階段（比較緩慢的成核過程），質(zhì)子化的硅酸鹽離子逐漸進(jìn)入膠束中表面活性劑的頭基部分；其次是快速生長階段，晶體不斷長大。在誘導(dǎo)期，硅酸鹽液晶晶種的形成對(duì)值非常敏感，它可以改變膠態(tài)粒子的表面電荷以及粒子間雙電層斥力的大小，因此很小的值變化也可能引起不同的缺陷類型并定向生長為特定的形狀。值較小時(shí)，硅酸鹽膠束以相似的形態(tài)附著于品種上，有利于纖維的生長；隨著值的提高，膠束趨于附著在晶種的平面上，形成螺旋外形。圖一是存在線向錯(cuò)缺陷時(shí)形成螺旋外

12、形的示意圖。 圖螺旋外形形成示意圖最簡單的外形如圓盤可能源于向錯(cuò)（）沿面內(nèi)（）橫向軸的旋轉(zhuǎn)，平面環(huán)則是螺旋位錯(cuò)（）的盤旋。纏繞的纖維可認(rèn)為是或一向錯(cuò)環(huán)繞縱向軸的結(jié)果。如果生長從一對(duì)平行的螺旋位錯(cuò)開始。則會(huì)產(chǎn)生雙中心螺旋體，若生長開始于正交的兩個(gè)向錯(cuò)，則會(huì)進(jìn)化出百吉餅狀或貝殼狀外形，若垂直于主旋轉(zhuǎn)軸的一向錯(cuò)和十向錯(cuò)結(jié)合，將導(dǎo)致絞繞圓環(huán)外形的形成。等使用經(jīng)典的液晶彈性理論對(duì)包含向錯(cuò)缺陷的介孔二氧化硅放射外形進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，計(jì)算顯示的圖案與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的放射形介孔二氧化硅的表面有驚人的相似之處。圖一為晶體中常見缺陷結(jié)構(gòu)的照片。 圖晶體中常見缺陷結(jié)構(gòu)的照片（左圖：一對(duì)的位錯(cuò)：右圖：位錯(cuò)與孔壁結(jié)構(gòu)）超分子折

13、疊機(jī)理在中空螺旋管合成中，等提出了超分子折疊機(jī)理。他們認(rèn)為中空螺旋柱起源于硅酸鹽聚合誘導(dǎo)水空氣界面上的硅酸鹽液晶膜產(chǎn)生不同程度的收縮（圖一），進(jìn)而形成介：氧化硅的中空螺旋形態(tài)。徑向和縱向的收縮相應(yīng)地和膠束棒：道交叉或平行，兩者都是硅酸酯聚合為二氧化硅誘導(dǎo)產(chǎn)生的。由于生成的物種在面上和層上生長，因而先生成的膠束棒發(fā)生的聚合更多，收縮也比新山東大學(xué)博士學(xué)位論文 圖折疊機(jī)理）形貌形成示意圖）、）折疊機(jī)理模擬計(jì)算外形生成的更大。倘若考慮到層面上徑向和縱向收縮的不同，由于這兩種收縮是相互垂直的作用，可以導(dǎo)致生長發(fā)生斜紋式彎曲（圖和）。這種具有阿基米德螺旋線外形的中空螺旋管，用純粹幾何學(xué)方法可以將其描述為

14、傾斜的圓柱體（圖），其中膠束棒相對(duì)于主軸以一個(gè)固定的角度斜向排列：艫普，死；怒，碌；糕一托【心“，【心式中為螺旋角（膠束棒與螺旋管主軸的夾角）；托和是縱向和徑向的收縮因子，可以分別從衍射數(shù)據(jù)和縮合過程得到；尼并口尼。分別是產(chǎn)物圓柱體的內(nèi)徑和外徑。綜合考慮垂直和平行兩個(gè)方向收縮的差異，對(duì)中空螺旋圓柱進(jìn)行幾何學(xué)分析，可以得到收縮中空管的極坐標(biāo)方程式：一砒肚仍咒砒刪鏟（礦嘻東麓）蓋式中，（指第根膠束棒），是膠束棒的直徑，指膠束棒所處位置的螺旋半徑（極坐標(biāo)的極徑），（是極坐標(biāo)的極角（圖）。根據(jù)此方程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬的一種結(jié)果如圖所示（圖一和一），很顯然它和合成產(chǎn)物的電鏡照片（圖一）非常相似。幾何匹配機(jī)理

15、，等在用伯胺合成介孔二氧化硅時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨反應(yīng)時(shí)間延長，介；氧化硅纖維的長度增加，而內(nèi)外徑均保持不變，于是他們提出了幾何匹配山東大學(xué)博士學(xué)位論文機(jī)理。該理論認(rèn)為，在加入之前，表面活性劑十二烷胺（）膠束的堆積常數(shù)（），形成層狀聚集體。加入之后，部分水解的首先與的層狀聚集體的親水部分作用，使堆積常數(shù)減小到，膠束轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐?，然后在其表面開始縮合，逐漸增大，形成棒狀膠束（）。由于每個(gè)的面積與個(gè)分子占用的面積基本相等。：分子剛好將的表面覆蓋為平面，所以棒狀膠束的表面是穩(wěn)定的，而棒狀膠束兩端球形部分相對(duì)是不穩(wěn)定的。不同棒狀膠束的末端連接并相互團(tuán)聚成為纖維束。介孔材料孔道結(jié)構(gòu)介孑材料自報(bào)道以來，其孔道結(jié)構(gòu)主要有

16、四種類型：六角、立方、層狀和相，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。介孔材料的孔道結(jié)構(gòu)與表面活性劑有序相態(tài)之間的關(guān)系引起人們極大的興趣。等發(fā)現(xiàn)表面活性劑與前驅(qū)體的比例是決定介孔孔道轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素，當(dāng)（時(shí)，得到六方排列的孔道結(jié)構(gòu)；當(dāng)卜，得到立方排列的孔道（空間群）當(dāng)，得到層狀排列的孔道結(jié)構(gòu)。等將表面活性劑的堆集常數(shù)理論引入介孔材料的合成中較好的解決了表面活性劑與介孔材料的孔道之間的關(guān)系。在酸性條件下，得到了三種結(jié)構(gòu)的介孔材料，分別為（），：一（六方，），：一（六方）。廓凰（）六方結(jié)構(gòu)（）立方結(jié)構(gòu)（）層狀結(jié)構(gòu)山東大學(xué)博士學(xué)位論文（）相結(jié)構(gòu)圖介孔材料的孔道結(jié)構(gòu)示意圖孔徑的控制早期的介孔材料的孔徑控制主要是由表面活

17、性劑的疏水鏈的長度來控制，由于表面活性劑的疏水鏈的長度有限，孔徑變化范圍較小，最大只能到之間，如果想得到較大孔徑的介孔材料，可在合成時(shí)加入三甲基苯增大膠束的體積，從而擴(kuò)大孔徑。另外可以選擇不同類型的表面活性劑來控制孔徑。如等人，用為模板劑將產(chǎn)物孔徑擴(kuò)大到，同時(shí)壁厚也增加到；等人使用烷基二胺將含鈮的介孔材料的孔徑減小到微孔范圍。孔徑控制的另一個(gè)方法是水熱處理，水熱處理可以在母液中、純水和鹽溶液中進(jìn)行。如果在母液中，高會(huì)能幫助表面活性劑的分解和介氧化硅的進(jìn)一步水解。如果在低值的水中，通常最少可擴(kuò)大并使硅氧烷鍵進(jìn)一步聚合，提高了介孔材料的熱穩(wěn)定性。如果用鹽溶液水熱處理?？讖綍?huì)隨鹽的濃度和陰離子的變化

18、而變化。當(dāng)陰離子變化時(shí)，表面活性劑在介孔材料孔道中與溶液的濃度分布控制著孔徑的大小。陰離子在溶液中同表面活性劑相互吸引可決定表面活性劑硅酸鹽之間的平衡，導(dǎo)致孔道中表面活性劑與水的減少，對(duì)孔徑的擴(kuò)大是不利的。氨的水熱處理也可以移動(dòng)表面活性劑硅酸鹽之間的平衡，從而導(dǎo)致孔徑的擴(kuò)大，。攙雜金屬元素的介孔材料山東大學(xué)博士學(xué)位論文人們的必趣在于用金屬離子來改性介孔材料去合成新的催化材料，按照不同的合成機(jī)理金屬離子的插入似乎是很直接的。但是摻入的金屬離子數(shù)量，中間相的重現(xiàn)性以及所得到的介孔材料的穩(wěn)定性是不能預(yù)測(cè)。在原來的合成方法中，四面體配位的鋁原子可以像在分子篩中同晶取代硅原子，但是取代的程度依賴于鋁的前

19、驅(qū)體和制備方法。據(jù)報(bào)道，形成四面體配位的鋁離子的最高取代量為。等報(bào)道采用特殊的硅鋁離子（。（）。）其結(jié)構(gòu)類似于硅酸鹽離子，鋁在介孔材料中的最大取代量可達(dá)。但是，所得到的材料同一不同，鋁離子不穩(wěn)定，可以去掉的。等發(fā)現(xiàn)在純的介孑氧化硅的沉淀物中，鋁離子還可以加到混合物中并插入到介孔材料的骨架中。關(guān)于在介孔材料中攙雜金屬元素已有許多的報(bào)道。除了金屬鋁元素以外，無定形的硅酸鹽網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的也可接受其它攙雜的金屬離子，但攙雜量超過一定量后，材料的穩(wěn)定性的受到影響，因此對(duì)于煅燒的一攙雜的量通常是很低的，大約在到與鋁離子相對(duì)照，其它金屬元素的攙雜量是很低的，可能是由于鋁更易在硅酸鹽的骨架中取代（鋁有相近的半徑和

20、相同的配位數(shù)）。和表明四配位的三價(jià)金屬離子可通過“中性”路線方法并不是靜電路線更多的進(jìn)入晶格中，這種插入的程度很明顯的依賴于合成路線，并對(duì)混合液的很敏感。大多數(shù)攙雜的金屬元素的介孔材料是在堿性制得的（一），而在酸性條件（）制得的攙雜程度很低。而等發(fā)現(xiàn)通過的路線在介孔材料可以攙雜進(jìn)非常高的元素（大約）。介孔材料的應(yīng)用研究催化劑應(yīng)用，介孔材料的優(yōu)越性在于它具有均一且可調(diào)的孔徑、穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)、具有一定的壁厚且易于攙雜的無定型骨架組成和可修飾的內(nèi)表面，對(duì)它的應(yīng)用開發(fā)研究目前主要是以純二氧化硅和攙雜其它金屬元素的介孔材料。在介孔材料的骨架中引入三價(jià)的金屬元素如：”、”、”等，由于同晶取代的作用，使得骨

21、架上帶有負(fù)電荷具有弱或中強(qiáng)酸位，從而使介孔材料具有酸催化的能力。等首先將擔(dān)載有和的一一分子 山東文學(xué)博士學(xué)位論文第三節(jié)表面活性劑溶液表面活性劑自組裝體系表面活性劑是功能化的雙親分子，當(dāng)其濃度大予臨界膠束濃度時(shí)，由于疏水效應(yīng)在水溶液中可以形成形態(tài)各異的分子聚集體（如圖所示），如球形， 圖一表面活性劑的有序體形態(tài)（球形：棒形；層狀液晶：反膠束：雙連續(xù)的立方液晶：囊泡）棒狀，液晶和囊泡等。表面活性劑在水溶液中形成何種聚集體取決于表面活性劑分子之間及其與介質(zhì)分子之間的相互作用，如疏水相互作用，靜電相互作用。范德華力，水化力等。表面活性劑堆積常數(shù)理論表面活性荊膠束的形態(tài)可用空間限制作用的臨界堆集常數(shù)來表

22、征：蠆式中：為每個(gè)表面活性劑在膠束中烴鏈所占的體積：為膠束體系中表面活性劑分子的碳鏈長度；為表面活性劑分子極性頭在膠束中的表面積。當(dāng)時(shí)，形成球形膠束：當(dāng)時(shí)，形成棒形或蟲狀膠束；當(dāng)時(shí)，形成囊泡或?qū)訝钅z束；當(dāng)時(shí)，形成反膠束。其幾何模型如表一所示：山東大學(xué)博士學(xué)位論文表一堆集常數(shù)理論幾何模型嗽，“鷹旺粗鞭礎(chǔ)】晦薯融“黼曰擎。曰獺（“椿急囂“一。麟。圖是十六烷基三甲基溴化胺（）溶液的相圖，從圖中可以看出：隨濃度的增加，溶液依次出現(xiàn)：球形膠束、棒狀膠束、六角液晶、立方液晶、層狀液晶等有序體結(jié)構(gòu)。這些有序體的形成與濃度、溫度、電解質(zhì)等因素有明顯得依賴關(guān)系，它的出現(xiàn)為模板材料合成提供了很好的模板體系。山東大

23、學(xué)博士學(xué)位論文 圖相圖表面活性劑在固液界面上的吸附固體自溶液中吸附表面活性劑，即表面活性劑分子或離子在液一固界面上的富集。這就是說表面活性劑在溶液固體界面上的濃度比在溶液內(nèi)部大，這一界面現(xiàn)象就是表面活性劑在固體表面上的吸附。吸附的機(jī)理因?yàn)楸砻婊钚詣┑幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)是各式各樣，吸附劑的表面結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，再加上溶劑的影響，所以清楚地認(rèn)識(shí)表面活性劑在溶液中的固體上的吸附機(jī)理存在一定困難。在濃度不大的水溶液中，一般認(rèn)為表面活性劑在固體表面的吸附是單個(gè)表面活性劑離子或分子。吸附可能以下述一些方式進(jìn)行；（）離子交換吸附吸附于固體表面的反離子被同電性的表面活性離子所取代。（）離子對(duì)吸附表面活性離子吸附于具有相反

24、電荷的、未被反離子所占據(jù)的固體表面位置。（）氫鍵形成吸附表面活性劑分子或離子與固體表面極性基團(tuán)形成氫鍵而吸附。山東大學(xué)博士學(xué)位論文（）電子極化吸附吸附物分子中含有富于電子的芳香核時(shí)，與吸附劑表面的強(qiáng)正電性位置相互吸引面發(fā)生吸附。（）引力（色散力，吸附此種吸附一般總是隨吸附物的分子大小而增加，而且在任何場(chǎng)合都可以發(fā)生，亦即在其它所有吸附類型中皆存在，可作為其它吸附的補(bǔ)充。例如，此種吸附機(jī)理可以說明表面活性離子在離子交換吸附中取代同電性無機(jī)離子的顯著能力。（）憎水作用吸附表面活性劑親油基在水介質(zhì)中易于相互聯(lián)結(jié)形成“憎水鍵”（）與逃離水的趨勢(shì)隨濃度增大到一定程度時(shí)，有可能與已吸附于表面的其它表面活性劑分子聚集而吸附，或以聚集狀態(tài)吸附于表面。影響表面活性劑在固體表面上吸附的主要因素（）表面活性劑碳鏈長度表面活性劑分子由親油基及親水基兩部分組成，親油基一般有較長