Funkcionális és gemini tenzidek önrendeződésének jellemzése tömbfázisban és szilárd/folyadék határfelületen
Az SZTE Kolloidkémiai Tanszékén közel három évtizede folynak felületaktív anyagokkal kapcsolatos kutatások. E kutatómunka magába foglalja a kationcserélő agyagásványok organofilizálását kationos tenzidekkel; anioncserélő réteges szerkezetű kettős hidroxidok organofilizálását anionos tenzidekkel; emu...
Elmentve itt :
| Szerző: | |
|---|---|
| További közreműködők: | |
| Dokumentumtípus: | Disszertáció |
| Megjelent: |
2010-05-20
|
| Tárgyszavak: | |
| Online Access: | http://doktori.ek.szte.hu/925 |
| Tartalmi kivonat: | Az SZTE Kolloidkémiai Tanszékén közel három évtizede folynak felületaktív anyagokkal kapcsolatos kutatások. E kutatómunka magába foglalja a kationcserélő agyagásványok organofilizálását kationos tenzidekkel; anioncserélő réteges szerkezetű kettős hidroxidok organofilizálását anionos tenzidekkel; emulziók, mikroemulziók és katalitikusan aktív nemesfém nanorészecskék stabilizálását ionos és nemionos tenzidekkel; és a tenzidek önrendeződésén alapuló, mezopórusos szerkezetű anyagok előállítását ún. templát módszerrel. Az elmúlt évtizedek során a klasszikus tenzidek (pl. alkiltrimetil ammónium haloidok; alkilszulfátok és alkilszulfonátok alkáli sói; alkilezett vagy alkilarilezett polietilénglikol származékok) tulajdonságait már alaposan feltérképezték, és így e tenzidek (egyébként igen széleskörű) alkalmazási lehetőségei többé-kevésbé ismertté váltak. Napjainkban előtérbe kerültek az új típusú tenzidek (pl. az iker-szerkezetű gemini tenzidek; funkcionális tenzidek) szintézisére irányuló kutatások, ill. e tenzidek tulajdonságainak és alkalmazási lehetőségeiknek kiterjedt vizsgálata. Gyakorlati felhasználásuk során a tenzidek nanoszerkezeteket alkotnak, molekula szerkezetükből adódóan spontán önrendeződésre képesek mind oldatban, mind határfelületeken. Micellaképződésük valamint szilárd/folyadék (S/L) határfelületi adszorpciójuk hajtóereje termodinamikai okokra vezethető vissza. A termodinamikai hajtóerő tanulmányozásának közvetlen, és egyben legfontosabb kísérleti módszere a mikrokalorimetria. Kutatásaim egyik célja volt, hogy egy funkcionális tenzid, az (1R,2S)-(−)-N-dodecil-N-metilefedrinium bromid (DMEB) királis kationos tenzid micellaképződését vizsgáljam konduktometriás titrálással és titrációs mikrokalorimetriával. Feladatom volt, hogy a tenziddel hidrofil montmorillonitot organofilizáljak, majd szerves közegű szuszpenziókat készítsek annak eldöntésére, hogy a DMEB alkalmas-e a montmorillonit kellő mértékű hidrofóbizálására és elősegíti-e az organokomplex duzzadását alkalmasan megválasztott szerves közegben. Az immobilizált efedrin származék ugyanis olyan heterogenizált homogén katalizátornak tekinthető, amely potenciális lehetőséget ad enantioszelektív katalitikus reakciók kivitelezésére. Feladataim közé tartozott további két, a MOL Magyar Olaj- és Gázipari Nyrt-től kapott, új típusú gemini tenzid, az α,α’-[2,4,7,9-tetrametil-5-decil-4,7-diil]bisz[ω-hidroxil-poli(oxietilén)] (Surfynol 465, S465) nemionos és a bisz(4-(2-dodecil)benzol-szulfonát)-Jeffamin só (DBSJ) anionos gemini tenzid micellaképződésének vizsgálata is, előszűrésként annak eldöntésére, hogy ezek a vegyületek alkalmazhatók-e ún. fokozott hatékonyságú, harmadlagos kőolajkiszorítási eljárásokban (Enhanced Oil Recovery, EOR). Az EOR szempontjából fontos paraméter a tenzidadszorpció mértéke a tárolókőzeten. Célul tűztem ki, hogy dinamikus módszerrel meghatározzam e két tenzid adszorpciós izotermáját Algyői homokkő felületén, valamint az EOR folyamatok során adszorpciós veszteségnek tekinthető adszorbeált anyagmennyiségeket. Ehhez ki kellett dolgoznom a valós folyamatot szimuláló, dinamikus adszorpció méréstechnikáját; összeállítanom egy automatizált frontális oszlopkromatográfiás mérőrendszert; kidolgoznom a mérési eredmények kiértékelésének módját. A vizsgálandó tenzidek molekulatömeg eloszlásának meghatározására alkalmas módszer a tömegspektrometria. Feladatom volt egy tömegspektrometriás detektorral kombinált folyadékkromatográfiás rendszer (HPLC-MS) beüzemelése, tenzidek vizsgálatára történő optimalizálása. Célom volt a polidiszperz tenzidek molekulatömeg eloszlásának meghatározása után, az EOR folyamatok szempontjából alkalmas minták adszorpciójának és deszorpciójának komponens-szelektív vizsgálata. A mérések kivitelezéséhez alkalmassá kellett tennem a HPLC-MS mérőrendszert. Kutatómunkám további célja volt a fenti, újszerű mérőrendszer alkalmazásával elért eredmények kiértékelési módszerének kidolgozása is. Munkám tehát nem csak alapkutatás jellegű, mert a megtervezett méréseket a gyakorlati alkalmazhatóság motiválta. |
|---|