表面活性剂论文范例(3篇)
表面活性剂论文范文
论文关键词：UV-TiO2,印染废水,光催化氧化,影响因素
印染废水的成分与加工不同纤维所用染料助剂、机器设备及操作方法的不同，而有所差异。各类不同纤维(纤维素纤维、蛋白质纤维、合成纤维)所用染料及助剂造成污染的成分如下：直接染料所用助剂为：Na2CO3、NaCl、Na2SO4、表面活性剂；活性染料所用助剂为NaOH、Na2CO3、Na2SO4、NaCl、表面活性剂；还原染料所用助剂为：NaOH、Na2SO4、Na2Cr2O2、H2O2、NaBO3、CH3COOH、表面活性剂；硫化染料所用助剂为：Na2S、Na2CO3、NaCl、H2O2，冰染料所用助剂为：NaOH、NaNO2、HC1、皂洗剂等表面活性剂；颜料所用助剂为：浆料、粘合剂、树脂等。酸性染料所用助剂为：CH3COOH、CH3COONa、Na2SO4、CH3COONH4、(NH4)3PO4、(NH4)2SO4、表面活性剂；阳离子染料染腈纶所用助剂为：有机酸、表面活性剂。分散染料所用助剂为导染剂、CH3CH2OH、CH3COONa、表面活性剂；酸性染料染尼龙所用助剂为：Na2SO4、有机酸、单宁酸、酒石酸、表面活性剂；阳离子染料染腈纶所用助剂为：有机酸、表面活性剂。除此以外还包括印花上的大量废弃物。由此可见印染废水的成分的确是非常复杂且难以处理的[1]。
2、光催化氧化原理[2-4]
光化学氧化法是近多年来发展迅速的一种高级氧化技术，它的反应条件温和氧化能力强”适用范围广，利用该法处理难降解毒性有机污染已成为国内外研究的热点。目前，人们已对半导体多相光催化进行了广泛的应用研究，包括高效催化剂的制备和新型反应装置的设计、光催化在环境保护、卫生保健、金属催化剂制备和贵金属回收、物质合成制备等几个主要方面的应用情况，并取得了丰硕成果。半导体多相光催化反应的基本原理是半导体粒子具有能带结构，一般由填满电子的低能价带(valenceband,VB)和空的高能导带(conductionband,CB)构成，价带与导带之间称为禁带。当用能量等于或大于禁带宽度(也称为带隙，Eg)的光照射半导体时，低能价带上的电子被激发跃迁至导带，在价带上产生相应的空穴(h+)，它们在电场作用下分离。光生电子(e-)被迁移到粒子的表面，能还原半导体颗粒表面吸附的具有氧化性的金属离子，形成金属单质。光生空穴(h+)有很强的得电子能力，具有强氧化性，可以夺取半导体颗粒表面吸附的具有还原性的物质中的电子，使这些物质被氧化。通过这种作用，半导体本身因为得到电子而被还原，可以继续被光激发。从理论上讲，只要半导体吸收的光能不小于半导体的带隙能Eg，就足以被激发产生电子和空穴，该半导体就有可能用作光催化剂。反应如下：
TiO2+hv→hvb++evb-
O2+TiO2(e-)→TiO2+·O2-
·O2+2H2O+TiO2(e-)→TiO2+H2O2+2OH-
H2O2+TiO2(e-)→TiO2+·OH+OH-
今后的工作中，还要努力寻求高活性和高选择性的催化剂，加强采用自然光源和连续处理的研究，摸索最佳操作条件(包括体系温度、酸碱度、添加剂用量与配比、光照强度等)，逐步向生产和生活实际靠拢，为半导体多相光催化在生产和生活中的实际应用奠定可靠基础。
3、UV-TiO2降解难降解有机物的影响因素
3.1光强
光催化氧化于光照下n型半导体中电子的激发跃迁，就像光电效应一样，只有当入射光子的能量大于或等于所用光催化剂的禁带宽度才能激发光催化反应。TiO2的禁带宽度约为3.2eV，要激发TiO2价带电子跃迁所需入射光的最大波长为387nm，研究中所用波长一般为紫外光波段300～400nm，所用光源包括高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯、黑光灯、紫外线杀菌灯等。应用太阳光作为光源的研究也取得了一定的进展，试验发现有相当多的有机物可以通过太阳光实现降解。
3.2温度的影响
一般来说，液相中光催化反应对温度的微小变化不十分敏感。当反应温度增幅为20～60℃时，而反应速率一般只稍微增加。光催化反应是自由基反应，自由基的活化能很小，受温度影响的其他步骤如吸附、解吸、表面迁移和重排都不是决定光反应速率的关键步骤。因此，温度对光反应速率影响很小。
3.3pH的影响
溶液pH值的变化不仅可以影响到半导体光催化剂的光催化活性，而且还能影响半导体表面电荷的属性。光催化氧化反应的较高速率，在低pH和高pH值时都可能出现，pH值的变化对不同反应物降解的影响不同。pH值可影响半导体的能带位置，表面性质。当pH值较低时，半导体表面为正电荷，反之则为负电荷。表面电荷影响吸附性能，从而影响光催化反应的速率。但pH值变化很大时，光催化降解速率变化不大，光催化反应普遍特征是反应速率受pH值影响很小。
3.4·OH自由基清除剂的影响
·OH自由基清除剂如CO32-、HCO3-等的存在必然会消弱被降解物的去除效果。
参考文献
[1]陈一飞,施成良.印染废水成分分析及净化处理技术[J].四川丝绸,2002,92(3):15-17.
[2]籍宏伟，马万红，黄应平等.可见光诱导TiO2光催化的研究进展[J].科学通报，2003，48：2199-2204.
[3]SivalingamG,PriyaMH,MadrasG.KineticsofthePhotodegradationofSubstitutedPhenolsbySolutionCombustionSynthesizedTiO2[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2004,51(1):67-76.
表面活性剂论文范文篇2
[关键词]乳化剂；油包水乳状液；抗高温
中图分类号：TE254.1文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）18-0075-01
前言
油包水钻井液由油、水、乳化剂、亲油胶体和碱度调节剂等处理剂组成，由于油水为两种互不相溶的液体，在自然状态下受重力影响而分层，因此需加入具有两亲结构的表面活性剂，即乳化剂。乳化剂亲油端伸入油相，亲水端伸入水相，在降低油水界面的界面张力的同时，由于表面活性剂在界面上的吸附形成一层具有一定强度的界面膜，该膜能够对分散相起到保护作用，使分散相液滴在相互碰撞后不易合并，从而达到稳定乳状液的目的[1]。除乳化剂之外，油水比、搅拌条件等也对乳状液稳定性有一定影响。
1.影响因素室内研究
乳状液稳定性的评价方法有观察法、离心法和电稳定法，本文使用fannMODEL23D型电稳定测试仪测量破乳电压（测三次取平均值），评价油包水乳状液的稳定性。
1.1搅拌强度
搅拌强度即搅拌速度，对形成的分散相液滴的大小有影响，液滴尺寸范围越窄，越不易聚结变大，乳状液的稳定性越好。
配制200ml油水比为80：20的油包水乳状液，主乳加量为3%。搅拌速度分别为3000r/min、4000r/min、6000r/min、8000r/min、10000r/min、11000r/min、12000r/min，搅拌时间均为20min。测不同搅拌速度下的破乳电压Es，记录数据如下。
1.2搅拌时间
配制200ml油水比为80：20的油包水乳状液，主乳加量为3%。搅拌速度为12000r/min，分别搅拌20min、40min、60min。测不同搅拌时间下的破乳电压Es，记录数据如下。
1.3乳化剂
1.3.1主乳化剂
稳定性强的油包水乳化剂应该具有以下特点，即（1）亲油基具有较长的饱和碳链（10～20个碳原子）。只有碳原子数增加到一定程度后，才能表现出明显的表面活性，而如果碳原子数过多则成为不溶于水的物质，即失去表面活性，因此，要求碳链上的碳原子数为10～20较宜[2]；
（2）亲水基具有较强的极性。一般油包水钻井液乳化剂亲水基的极性头小，不易与水相相吸引而吸附在界面上，因而采用与HLB值>7的亲水性强的乳化剂相复配的方法来提高其吸附在界面上的能力[3][4]；
（3）亲水基含有高价阳离子。含有高价阳离子即有多条碳链，从几何形状来考虑，其在界面上的排列趋向于形成一个凸形油面，有利于形成油包水型乳状液。这种由乳化剂分子的空间构型决定乳状液类型的原理在胶体化学在中被称为定向楔型理论。而实际上，乳状液液滴的大小比乳化剂分子要大很多，所以液滴的曲面相对于乳化剂分子近于平面，故乳化剂分子两端的大小就不是很重要了，也无所谓楔形插入。同时，影响乳状液稳定性的因素是多方面的，因此，定向楔理论和亲水基含有高价阳离子对乳状液的影响也就较弱。因此，乳化剂提高油包水钻井液的抗高温稳定性主要是通过提高其在油水两相的吸附强度。
1.3.2辅助乳化剂
配制200ml油水比为80：20的油包水乳状液，主乳加量为3%，辅助乳化剂加量为1%、2%、3%，12000r/min搅拌60min。测不同辅乳加量下乳状液的破乳电压Es，数据如下。
辅乳一般为HLB值大于7的表面活性剂，辅乳和主乳复合使用可以形成密堆复合膜，增强乳化效果。然而，辅乳的加量也应当适当，主乳和辅乳的比例失调会导致复合乳化剂的HLB值偏大，反而破坏乳状液的稳定性。
1.4油水比
配制200ml油水比分别为75：25、80：20、85：15、90：10的油包水乳状液，主乳加量为3%，12000r/min搅拌60min。测不同油水比下的破乳电压Es，数据如下。
数据表明油水比为90：10，油相所占体积百分比越大，破乳电压越大，乳状液的稳定性越好。
1.5外相的影响
配制200ml油水比为90：10的柴油基和白油基油包水乳状液，主乳加量3%，12000r/min搅拌60min，分别测破乳电压Es，数据如下。
1.6内相的影响
油包水乳状液的内相为盐水相，一方面可以调节活度，另一方面所用的盐可以提供阳离子，例如一般使用氯化钙水，Ca2+与乳化剂作用，生成金属的二价钙皂，利于形成凸形的油包水型乳状液，提高乳化作用，稳定乳状液。
2结论
（1）搅拌强度越大，搅拌时间越长，油水比越大，破乳电压越大，稳定性越强。
（2）主辅乳共同作用，可以进一步增强界面膜强度，提高稳定性。白油比柴油易乳化，盐水比清水更有利于提高稳定性。
（3）油包水钻井液处理剂中有机土对乳状液的稳定性影响较大。
参考文献
[1]刘程，李江华，等.表面活性剂应用手册[M].化学工业出版社，2004：1-20.
[2]王正良，姚士强，肖鹤.高含水油包水乳化液稳定性机理及实验研究[J].机床与液压，1996：48-50.
表面活性剂论文范文
关键词：A-TIG；活性剂；电弧收缩；表面张力
前言
TIG焊的单道焊缝熔深浅、熔敷率低，是一种低效率的焊接方法。A-TIG焊是在传统TIG焊接前将很薄的一层表面活性剂涂敷在施焊板材表面，焊接时活性剂引起焊接电弧收缩或熔池内金属流态发生变化，在相同的焊接规范下使焊接熔深显著增加。从20世纪60年代中期乌克兰巴顿焊接研究所提出卤化物组成的活性剂针对钛合金的氩弧焊接技术至今，各国研究者在活性剂的熔深增加机理、不同材料的活性剂研发、活性剂成分的改进、活性焊接技术与激光焊接技术结合等方面做了大量试验研究工作，并达到了一定的实用化、商品化水平。
1A-TIG工艺特点
A-TIG焊最重要的特点在于使用活性剂。活性焊剂一般为细粉状，为便于涂敷及防止焊接时被保护气体吹散，应用易挥发的溶剂将其溶解成糊状，焊接前均匀地涂覆在焊缝两侧[1]。工业生产中则多把活性剂配制成可以直接使用的溶剂或喷剂，其用量应根据工件的厚度、焊接条件和所需解决的技术问题决定。
A-TIG焊接技术最大的优点在于对熔深的增加效应上。该技术可以在保持TIG焊接强度、抗晶间腐蚀性能等优点的前提下，增加焊接深深、减小变形、消除气孔、提高生产效率[2]。A-TIG焊技术在现有焊接装备的前提下，采用活性剂技术，获得了大熔深、高效率、高质量的优点，可以先进的激光焊、电子束焊接相比，而成本却较低。
2研究现状
A-TIG焊由于能显著增加焊接熔深，在不锈钢、有色金属的焊接中有广泛的研究。目前国内外研究主要集中在针对不同母材的工艺使用、活性剂配方、电弧机理、数据仿真等方面。
2.1工艺使用
A-TIG焊工艺使用主要集中在不锈钢、铝合金、镁合金、钛合金等材料的焊接中。南京航空航天大学徐杰等人针对AZ31铝合金的A-TIG焊工艺进行了研究。研究了在A-TIG焊中单一成分的活性剂和涂敷量对焊缝成形的影响。结果表明，与无活性剂的焊缝相比，活性剂TiO2、SiO2、Cr2O3、CdCl2和CaCl2能够有效地增加镁合金焊缝的熔深和深宽比。但涂敷有氟化物的镁合金焊缝熔深没有增加，涂敷CaF2的焊缝甚至出现开裂现象。在AZ31镁合金的焊接中，活性剂CdCl[3]。
对于不锈钢的A-TIG焊，国内主要研究该工艺下的焊接接头的力学性能与耐腐蚀性能。赵忠义等人利用活性焊剂在304不锈钢板上进行工艺试验，研究得出6mm钢板的工艺参数[2]。陕西理工学院胡礼木等，用沸腾硝酸腐蚀法和室温硫酸加硫酸铜溶液浸蚀法对奥氏体不锈钢TIG焊和自制活性剂A-TIG焊接头进行了对比腐蚀试验，焊缝金属的化学成分分析表明，自制活性剂在焊接过程中能抑制金属中Cr、Ni等合金元素的烧损，因此提高了A-TIG焊接头的抗腐蚀性能[4]。
铝合金TIG焊时，由于导热率大，故很难有理想熔深。A-TIG则解决了这一难题，兰州理工大学樊丁等人研究了铝合金交流A-TIG焊中单组分活性剂对焊缝熔深的影响，还针对多组分活性剂研究了焊接参数对焊缝熔深的影响.实验结果表明，卤化物几乎不能增加焊缝熔深，而氧化物对焊缝熔深的影响很复杂，有的能增加焊缝熔深，有的效果不明显，有的甚至减小焊缝熔深。其中SiO2增加熔深作用最显著，焊接参数包括焊接电流、焊接速度、氩气流量和电弧长度等对焊缝熔深有一定影响[5]。
2.2活化剂
活性剂是A-TIG焊接工艺中最关键的因素。主要起到增加熔深的作用，也参加焊接冶金过程，对焊缝成份有一定的影响。不同的焊接材料，一定会有最适合的活性剂相配合，所以焊接界对活性剂的研究较多且成果显著。兰州理工大学樊丁等人对铝合金、镁合金的活性剂研究较多。在镁合金交流A-TIG焊中，分别以单质Te，Ti和Si，氧化物SiO2，TiO2和V2O5，卤化物MnCl2，CdCl2和ZnF2作为表面活性剂进行了镁合金交流A-TIG焊，研究了活性剂对焊缝成形和组织的影响规律。结果表明，活性剂增加镁合金A-TIG焊熔深主要与活性剂粒子和电子复合导致电弧收缩有关[6]。在相同的焊接工艺参数下，活化剂成分、活化焊剂涂层对焊缝成型都有显著影响。与单一成份相比，混合型助焊剂，特别是添加稀土的混合助焊剂可使焊缝熔深显著增加。
2.3增加熔深机理研究
对于A-TIG焊工艺增加熔深的机理，主要有两种说法，电弧收缩论与表面张力论。南京航空航天大学魏艳红通过分析流体流动方式，推测了A-TIG熔深增加机理：熔池内液体流动方式是熔深增加的主要原因，熔池中心处液体的流速明显高于熔池边缘，中心由外向内的环流为熔池内液体流动的主导方向。这个方向的环流将高温液体带到熔池底部，使熔池底部的熔化速度较熔池边缘有了明显的增加，且随着焊接电流的增加，熔深增加效果也不断提高[7]。
电弧收缩理论，活性剂使电弧斑点收缩，缩小母材上电弧面积，从而增加了熔深。利用高速摄影技术，对在焊接区域表面内涂敷不同的单组分活性焊剂的A-TIG焊电弧形态进行记录、分析和数据处理。分析了A-TIG焊熔深增加的机理。分析表明，A-TIG电弧收缩，进而电弧力增加是其熔深增加的主要原因，而单组分活性焊剂中阳离子的电离能对A-TIG电弧是否收缩以及收缩的程度有着直接的关系。
在铝合金的A-TIG焊中，氧化物活性剂对熔深增加的机理，一般认为是电弧收缩同表面张力梯度改变的共同结果。但是兰州理工大学，樊丁等人，以SiO2和V2O5作为实验用表面活性剂，通过A-TIG焊与真空电子束焊的对比实验，研究得出电弧因素起主要作用的结论。
3结论
（1）A-TIG焊由于能大幅度增加熔深，所以在有色金属焊接中，有广泛的应用前景，特别是传热系数大的材料；
（2）活性剂成份的研究，是A-TIG焊工艺的关键，而熔深机理的研究，则是开发活性剂的基础；
（3）活性剂尚有表面成形不好，焊缝成份改变等缺点等解决。
参考文献
[1]胡礼木，胡波，郭从盛等.奥氏体不锈钢TIG焊用活性剂的研制[J].焊接学报，2006，27（6）：53～55，70.
[2]赵忠义，伏金生，李飞等.不锈钢A-TIG焊接方法[J].电焊机，2008，38（2）：67～68.
[3]徐杰，刘子利，沈以赴等.AZ31镁合金A-TIG焊的研究[J].宇航材料工艺，2006，36（6）：42～45.
[4]胡礼木，胡波，张永宏等.不锈钢A-TIG焊接头的抗腐蚀性能分析[J].焊接学报，2006，27（7）：34～36.
[5]黄勇，樊丁，杨鹏等.活性剂对镁合金交流A-TIG焊的影响[J].焊接学报，2007，28（6）：41～44.
[6]魏艳红，徐艳利，孙燕洁等.A-TIG焊接熔深增加机理[C].//第十三次全国焊接学术会议论文集.2008：37～40.