Funkcionális és gemini tenzidek önrendeződésének jellemzése tömbfázisban és szilárd/folyadék határfelületen

Előnézet	PDF (disszertáció) Download (1MB)
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (87kB)
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (84kB)

Absztrakt (kivonat) idegen nyelven

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.

Tétel nézet