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【doc】非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用.doc

【doc】非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用

傅清虹
2017-09-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【doc】非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用doc》,可适用于战略管理领域

【doc】非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用第卷第期年月化工JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)VoNoNovember非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用滕弘霓管玉翠(青岛科技大学化学与分子工程学院,山东青岛)关键词十二烷基聚氧乙烯醚浊点双水相离子型表面活性剂萃取中图分类号O文献标识码A文章编号O()一OAQUEOUSTWOPHASESYSTEMOFNONIONICSURFACTANTTENGHongniandGUANYucui(CollegeofChemistryandMolecularEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao,Shandong,China)AbstractThisstudywasaboutthecloudpointofalkylpolyoxyethylene(AEO)andaqueoustwophasesystemsformedbyAEOaqueoussolutionItwasshownthatthecloudpointofAEOaqueoussolutionwasrelatedtothecompositionandaqueoustWOphasesystemswouldbeformedwhenthetemperaturewasabovethecloudpointSalthasanimportantinfluenceonthepropertiesofAEOsolutionItcouldlowerthesystemcloudpointandreversesurfactantrichphaseandsurfactantleauphaseofaqueoustwophasesystemMethylenebluecouldbeextractedtosomeextentintheaqueoustwophasesystemofAEOgIfthesystemcontainedionicsurfactantthedistributioncoefficient(D)ofmethylenebluewouldbechangedCationicsurfactantcouldmakeDlargerandanionicsurfactantcouldmakeDsmallerThemechanismbehindextractoninATPSWaSdiSCUSSedKeywordsalkylpolyoxyethylene,cloudpoint,aqueoustwophasesystems,ionicsurfactant,extraction双水相萃取技术是近年来发展很快的一种生物分离方法l由于系统中分层的丽相都是水相,所以该系统为物质的分离特别是生物活性物质的分离提供了温和的环境在免疫分析,生物转化等方面也具有良好的应用前景l以往对双水相系统的开发利用基本上仅局限于高分子系统l最近的研究发现,表面活性剂在适当条件下也能够形成双水相l,这种双水相在分离选择f生方面具有比高分子双水相系统更优越的特点作者曾经对正负离子表面活性剂混合系统的双水柑f生质进行了一定程度的研究l,得到了些有价值的结论但是到目前为止,OO一O收到初稿,OO一l收到修改稿联系人及第一作者:滕弘霓,女,岁,博士,副教授关于表面活性剂双水相系统还缺乏系统的研究研究了非离子f生表面活性剂双水相的形成规律,了不同添加剂对双水相相行为及萃取作用的影响实验本文探索试剂与仪器十二烷基聚氧乙烯醚(CH(OCH)OH,简称AEO),日本日光公司提供,经薄层层析法分析无同系物十二烷基硫酸钠(CCF:~Na,SDS),分析纯,O,香港FARCO公司生产十六烷基三甲基溴化铵(CHsN(CHs)Br,(B),分析纯,,中国医药(集团)上海化学试剂公司生产硫酸钠,分析纯,中国成都化学试剂Receiveddate:OO一OCorrespondingauthor:TENGHongni,associateprofessorEmail:gshoupublicqdsdca,口第卷第期滕弘霓等:非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用】厂LBSO型恒温槽,辽阳市恒温仪器厂MD型电子天平,上海天平仪器厂分光光度计,上海第三分析仪器厂实验方法浊点测定用蒸馏水或某一浓度的盐溶液(如NaSO溶液)为溶剂配置一系列浓度的AEO溶液,置于比色管中,管外壁一侧贴黑胶布为底色以便观察比色管置于恒温水浴中,逐渐升温当温度接近浊点时,每次升温并在该温度下稳定min,记下溶液开始变浑浊时的温度t,再将恒温水浴缓慢降温,记下溶液开始变清时的温度t,t与tz的平均值即为该样品的浊点(测量误差)与sDS混合水溶液相行为的测定以molLNaSO溶液为溶剂配置molLs亡IS溶液和molL岫溶液将molL『SDS和molL『悯视为两个纯组分,在三元相图中分别占据两个顶点,水(OmolLNaSO)为三元相图的另一个顶点在三元相图中均匀取点,配置不同配比的样品,所有样品在一定温度下恒温h后观察现象绘制相图,相同现象的样品点位于同一区域再在相区边界补点,使相区边界误差不大于AEO与CTAB混合溶液双水相相行为的测定方法同上双水相萃取作用测定将含有盐,离子型表面活性剂,被萃取物等添加剂的非离子型表面活性剂水溶液在一定温度下制备成稳定的双水相,分别将上,下相取出,稀释成一定浓度的溶液,测量上下相中被萃取物的浓度本研究选择亚甲基蓝为被萃取对象,采用分光光度法测两相中亚甲基蓝浓度,波长为am以分配比D表示被萃取物质在上下两相中的浓度之比,D一Lb结果与讨论的浊点及双水相体系图为AEO的浊点与组成的关系曲线随AEO溶液浓度的变化,水溶液浊点发生变化曲线上存在一最低浊点(),其对应的AEO质量分数为浊点线将相图分成两个相区区为透明均相溶液,即单相区区为多相区对于某一状态的溶液,如图中的F点,溶液初始状态llAEOmassfractionPoFigRelationshipbetweencloudpointandcompositionofAEOaqueoussolution(nosaltinsystem)ltransparenthomogeneousphaseaqueoustwophasesystems为澄清透明若溶液温度不断升高,当达到G点时,溶液开始变浊继续升高温度,溶液变浊程度加重实验中发现,图所示的多相区即为双水相区体系升温达到该区任一点,如N点,并在该点温度下恒温数分钟,溶液分成两相由于两相都为表面活性剂水溶液,故判定其为表面活性剂双水相系统共存的两相组成,可通过N点作水平线确定,该线交浊点线于A,B两点,A,B两点组成即是双水相两相组成在AB线上,随着AEO浓度增大,双水相相体积比,r,r逐渐减小由此判断右侧线为下相组成线,左侧线为上相组成线由于非离子型表面活性剂在浊点以上能够形成双水相,从而拓宽了非离子型表面活性剂的应用温度盐对浊点及双水相体系的影响AEO水溶液中含有盐时,浊点发生明显变化,如图所示AEO水溶液中含有molLNazSO时,尽管浊点线仍保持与图相似的形状,但是各组成的浊点显着降低,最低浊点(AEg质量分数为时)只有若NaSO的浓度上升为molL,则AEO水溶液的浊点低于室温图为盐浓度对AEO水溶液最低浊点的影响规律,随着盐浓度的升高,最低浊点下降水对电解质的亲和力大于对表面活性剂的结合力电解质加进AEO溶液中以后,电解质与水亲和,争夺溶液中的水分子,AEO分子周围依靠氢键结合的水分子受到影响,有逐渐脱离的倾向,其结果是浊点降低显然,盐浓度越大,盐对水的亲和力越大,浊点降低越厉害选择合适的盐浓度化工年月FigRelationshipbetweencloudpointandcompositionofAEOaqueoussolution(OmolL一NazSOinsystem)量勺旦=器旦FigEffectofsaltconcentrationontheminimumcloudpointtemperatureofAEOaqueoussolution(salt:NazS)可以在低温下形成双水相,有利于生物活性物质的萃取盐不仅导致AEO水溶液浊点下降,而且还使双水相的两相组成线的位置发生变化图中,在AB线上,随着AEO水溶液浓度增大,双水相上相与下相的相体积比逐渐增大,这一特征与无盐时的规律相反,所以判定右侧线为上相组成线,左侧线为下相组成线另外,NazSO,的加入使体系双水相的形成时间明显缩短AEO,与离子型表面活性剂混合体系双水相的相行为及萃取作用图,图为AEOSDSH系统及AEOCTABHO系统含有molLNaSO!时的相行为两个系统的相图中均有两个相区区为双水相区,区为透明均相溶液区双水相区占据相图的一侧,这意味着AEO溶液中添加少量离子型表面活性剂时,系统仍可形成双水相AEO与离子型表面活性剂混合体系的双水相区不同于正负离子表面活性剂混合体系的狭窄双水相区【,前者较宽的双水相区表明,AEOSDSHO双水相体系对组成要求并不苛刻,这一特征意味着此种双水相具有较好的应用价值HOCTABOmoILAEOOmoILFigTernaryphasediagramofAEfhCTABHsystem(molL一NazSOinsystemT一K)aqueoustwophasesystemstransparenthomogeneousphaseFigExtractionofmethyleneblueinaqueoustwophasessystemsystem:一AESDSHz一AE()HzO)一AECTABHz实验分别探索了AEO,AEOSDS,AEOCTAB种体系在rnolL,Na:SO!溶液中形成的双水相对亚甲基蓝的萃取作用,如图横坐标m表示种双水相体系物质在Nazso,水溶液中的质量分数条曲线呈现了相似的趋势,随着表第卷第】期滕弘霓等:非离子型表面活性剂的双水相性质及萃取作用j面活性剂总浓度的增大,亚甲基蓝在双水相中的分配比增大但是在同样的表面活性剂总浓度时,亚甲基蓝在含有阴离子表面活性剂SDS的双水相中的分配比最高,在含有阳离子表面活性剂CTAB的双水相中的分配比最低这是由于亚甲基蓝在水溶液中电离出C一以后,其本身带正电当体系中不含有离子型表面活性剂时(图中的曲线),双水相靠AEO非极性基与亚甲基蓝的非极性基的亲和作用将亚甲基蓝萃取到富表面活性剂相(上相),从曲线的数据范围看,分配比DI但是在SDSAEOHzO双水相系统中,由于存在阴离子表面活性剂,双水相的富表面活性剂相有序组合体带负电,显然,带负电的富表面活性剂相有序组合体与带正电的亚甲基蓝之间除了非极性基的亲和作用外,还存在静电吸引作用亚甲基蓝在该系统中的分配比增大(曲线)相反,CTABAEOHO双水相体系中,由于存在阳离子表面活性剂,双水相富表面活性剂相有序组合体带正电,对带正电的亚甲基蓝有排斥作用,导致亚甲基蓝分配比减小,如曲线所示根据以上研究得出结论:当被萃取物带正电时,应该用阴离子表面活性剂与非离子性表面活性剂组成的双水相体系相反,当被萃取物带负电时,宜用阳离子表面活性剂与非离子型表面活性剂组成的双水相系统结论AEO水溶液的浊点与组成有关,当AEO的质量分数为时,系统具有最低的浊点高于浊点温度时系统形成双水相盐不仅能使浊点降低,而且能导致双水相的富表面活性剂相和贫表面活性剂相倒置带正电的物质易被含有阴离子表面活性剂的AEO双水相萃取,但不易被含有阳离子表面活性剂的AEO双水相萃取SivarsU,BergfeldtK,PiculellLProteinPartitioninginWeaklyChargedPolymersurfactantAqueousTwophaseSystemsJChromatographyB,,:GuanY,LilleyTH,GarciaLisbonaMN,TreffyTENewApproachesAqueousPolymerSyst~'ns:Theory,ThermodynamicsandApplicationstoBiomolecularSeparationsPureandAppChen,,():LiuCL,KameiDT,KingJA,WangDIC,BlankschteinnSeparationofProteinsandVirusesUsingTwophaseAqueousMicellarSystemsJChromatographyB,,:AlhertssionPAPartitioningofCeUParticlesandMacromoleculesrdedNewYork:Wileyinterscience,WaterH,BrooksDE,FisherDPartitioninginAqueousTwophaseSystems:Theory,Methods,UsesandApplicationstoBiotechnologyFL:OrlandoAcademicPress,LjuCL,NikasYJBlankschteinnNovelBioseparationUsingTwophaseAqueousMicellarSystemBiotechnologyandBioengineering,,:NikasYJ,LiuCL,SrivastavaT,AbbottNL,BankschteinDProteinPartitioninginTwophaseAqueousNonionicMicellarSolutionsMacromolecules,,:OTengHongni(滕弘霓),ChenLi(陈莉),LiuHonglai(刘洪来),HuYing(胡英)StudyonthePhaseDiagramsofAqueousTwophaseandMicrostructureofCationiAnionicMixedSurfactantsActaChimicaSinic(化学),,():TengHongni(滕弘霓),MengLei(孟雷),LiuNanhui(刘南辉),uuHonglai(刘洪来)PhaseBehaviorofSDSCTABHzONaBrSystemJournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology(华东理工大学),,():OOO

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