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电解质对非离子型微乳液的影响
2024年5月12日发(作者：冷子惠)
Vol.22
2001年10月
高等学校化学学报
CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES
No.10(增)
55-58
电解质对非离子型微乳液的影响
染蕊韩恩山朱令之王缚鹏
(河北工业大学化工学院应用化学系，天津300130)
摘要本文通过测定微乳液的电导率和相图，研究了电解质〔硝酸镍)对非离子型微乳液TritonX-1001正己醉/
环己0水或硝酸镍水溶液系统稳定性的影响.发现分散相为水的微乳液体系中，表面活性剂的含量越大微乳
液的电导率越大:分散相为盐溶液的微乳液体系中，微乳液的电导率随着9溶液浓度的增大而减小:而且盐
溶液浓度越大微乳液的含水量越小
关健词电解质;非离子型微乳液;电导率;相图
中圈分类号0647文献标识码A文童编号0251-0790(2001110Z-55-04
微乳液作为多相热力学稳定系统受到人们的广泛关注在应用过程中电解质对微乳液的影响也受
到人们的重视，例如用微乳液法进行3次采油时，地下水含盐量高对微乳液稳定性的影响直接关系到
微乳液采油的效率.又如用微乳液作为反应介质制备超微细粒子时，分散相就是电解质溶液，微乳
液的稳定性影响超微细粒子的制备.所以，研究电解质对微乳液稳定性的影响，在实际应用中具有重
要意义卜
电解质对非离子型微乳液的影响，在于对非离子表面活性剂疏水基团的“盐析”或“盐溶”作用.
起“盐析”作用时，电解质的加入增加了微乳液内相聚集数，易形成更大的微乳内相，到一定程度即
分离出新相，微乳液出现混浊1.].电解质对非离子型微乳液结构及稳定性的影响可以通过电导率和
相图的变化来研究本实验针对一系列微乳液，向其中加人水或盐溶液，测定不同水与环己烷的摩尔
比时微乳液的电导率，通过微乳液的电导率变化曲线来研究非离子型微乳液的导电机理.还测定了不
同环己烷含量下微乳液的最大容水量，通过微乳液的相图来研究电解质对微乳液容水量的影响.
1实验
1.1试剂与仪器
非离子表面活性剂:&Hass公司出品:正己醇为进口分装:环己烷:天津市
化学试剂一厂，分析纯;双燕水;硝酸镍:天津市化学试剂二厂，化学纯.
DDSJ-308A型电导率仪，上海精密科学仪器有限公司;超级恒温水浴501型，上海市实验仪器四
厂:CX-250超声波清洗器，北京医疗设备二厂.
1.2实验方法
固定TritonX-100:正己醇=3:2〔质量比》，固定TritonX-100和正己醇的量，改变环己烷的量，
配制环己烷与TritonX-100摩尔比不同的油组分即环己烷.TritonX-100和正己醇:用超声波分散均匀，
在30士0.1℃的恒温槽中恒温，向油相中滴加双蒸水或硝酸镍溶液，测其电导率.
在测定微乳液的相图时，环己烷体积百分含量依次为10%-90%.配制不同环己烷含量的油组分
向油组分中滴加水或硝酸镍溶液，每滴加一次，在30士0.1℃恒温槽中恒温2h以达到相平衡，直到微
乳液变浑浊，测定出不同环己烷含量的微乳液的最大容水量.
收稿日期:2001-07-31
基金项目:河北省自然科学基金‘批准号
2000061和天津市21世纪青年科学基金‘批准号:473701311)资助
联系入简介:韩恩山:1963年出生〕男，
博士.教授，主要从事胶体界面化学、情细化学品合成等研究.Tel
高等学校化学学报
Val22
2结果和讨论
2.1纯水对微乳液电导率的影响
固定正己醇的体积为5rnL，环己烷与TritonX-100的摩尔比分别为5.10,20，向油相中滴加双
蒸水时，微乳液的电导率随水油比变化曲线如图1
图1和图2中横坐标w为水与环己烷的摩尔比，纵坐标K为电导率，由图1可见微乳液的电导率
随着W的增大，先增大后减小，电导率增大是因为，非离子表面活性剂TritonX-100的亲水基为聚氧
乙烯醚键，键中的氧原子与H2O或(1130)+结合形成氢键，使表面活性剂分子带上一定的正电性[21，从
而使微乳液内相带有正电性，它在电场的作用下做定向移动，产生电流而使微乳液导电
，
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Fig.1CurvesofKtowformicroemulsion
whosedispersephaseiswater
F呛.2CurvesofKtoWofmicroemulsionwhosedisperse
phaseisNi(NO3)2solutionofdifferentconcentration
而且随着环己烷与TritonX-100的摩尔比增加，微乳液的电导率减小.这是由于在油相中环己烷
的电导率非常小，而TritonX-100的电导率为0.078uslcm,所以环己烷与TritonX-100的摩尔比增加，
而正己醇含量不变，则TritonX-100的含量增加，使得微乳液的电导率增加，聚氧乙烯醚链中的氧原
子与H2O或(1130)‘结合形成氢键，氢键导电能力较强.相同W时，不同表面活性剂含量的微乳液电导
率相差很大，这是因为随着表面活性剂含量的增加，一方面形成的氢键增加，逐渐形成导电链，使微
乳液的导电能力大大加强.另一方面表面活性MI的含量增加，系统形成的分散相较小，分散相整体导
电能力增强.所以TritonX-100的含量增加，电导率增大.当环己烧TritonX-100较大时，增加水量到
一定程度微乳液受到破坏.对于环己烷1TritonX-100-<10的系统，随着加人水量的继续增加，微乳液
的枯度也增加，这降低了胶团在电场中的运动速度，从而使微乳液的电导率降低.
2.2电解质浓度对非离子型微乳液电导的影响
环己烷:TritonX-100=10:1,向油组分中加人不同浓度的硝酸镍溶液时，微乳液的电导率变化曲
线如图2
从图1和图2可以发现，微乳液的电导率变化趋势一致，都是先增大后减小.因为电解质与聚氧
乙烯醚类表面活性剂之间存在在以下平衡式[31
Rl)0R2}
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No.10(增)
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(3)
在微乳液中Ni2+不仅使内相带有正电性，而且随着盐溶液的加人，微乳液内相数量增多、体积增
大，致使它们在电场中的碰撞几率增加，从而使表面活性剂分子的“弹跳”几率和内相中电解质离子
如Nit'和N03-的穿透几率增加[4)所以随着W的增加，微乳液的电导率增大W较大时微乳液的电导
率减小是由于粘度增大，使液滴碰撞几率减小，电解质离子的穿透几率减小.
由图2还可以发现，与分散相为水的微乳液比较，随着电解质硝酸镍浓度的增加微乳液的电导率
不但不增加，反而降低了.这是因为硝酸镍对TritonX-100有盐析作用，它在微乳液中与聚氧乙烯醚
(EO)键的氧原子争夺水化水，使原已水化了的EO链脱水，因而使TritonX-100的浊点降低Is1，易
于析出新相，则带电微乳液内相减少，使微乳液的导电能力降低.另外，无机负离子如N03一能大大
降低非离子表面活性剂的浊点.负离子一方面由于中和微乳液内相的正电荷而使内相容易聚结并导致
浊点降低;另一方面，还有可能使水分子束缚而导致自由水的浓度降低，使微乳液易于析出新相121
这也使微乳液的导电能力下降.且盐溶液的浓度越大，微乳液的导电能力越弱.
2.3电解质对微乳液相圈的影响
TritonX-1001正己醇=3:2(质量比)时分散相为不同浓度硝酸镍溶液的微乳液相图如下:
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Fig.3
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Phasegraphofmicroemulsionwhose
dispersephaseis0.08mol/LM(N03)2
solution(30'C)
solution(30'C)
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F坛.5Phasegraphofmicroemulsionwhosedispersephaseis0.15mo11LNj(NO众solution(30-C)
图中的曲线为由微乳液变为乳液的相变线，微乳液区域位于相变线的右侧，与文献[61相同条件时
高等学校化学学报
丫〕.22
分散相为水的相图相比，单相区域小得多‘这说明强电解质硝酸镍的加人对微乳液的水溶性有一定的
影响.分散相为一些强电解质的水溶液时，增溶水量较纯水时大大减小，而且离子强度越大，增溶水
量越小.因为微乳液对无机离子比较敏感.离子的加人导致“水池”间引力增大，这样促使“水池”
发生聚集，从而使增溶水能力有所减小171由以上微乳液相图可见，硝酸镍溶液浓度越大，则相同油
相的微乳液的溶水量越小，相应地微乳液的单相区域越窄.
由以上分析可知，当电解质对非离子型微乳液起盐析作用时，电解质的加人不仅降低微乳液的导
电能力，而且还大大减小了微乳液的区域.总之电解质的加入降低了微乳液的稳定性，而且盐溶液浓
度越大，微乳液越不稳定.
参考文献
ZHAOGuo-Xi(赵国玺).actants(表面活性剂物理化学)Beijing:BeijingUniversityPress,1991:245-246
ZHOULen-Pang(周兰芳)FuShao-Bin(傅绍翁，xuYa-Shuang(t2亚i;1(]era7」JianghanInstituteofPetroleum〔江汉石油学院学报Ail
1998.2州4):砧-68
HansS,dInterfaceSci[J],1973.43(1):150-155
XUEMei-Ling(薛美玲)，YUXin-Ming(于宪明)，ZHANGJi-Shu(张积树)era1..LQingdaoInstituteofChemicalTechnology青岛化T学
院学报[J],19%,17(4):321-325
HUANGHui(贾晖)GAOYue-Ying(高月英).JBvGYan(景燕).FineCh。二(梢细化工)[J],1999,14(2):7-9
GANLi-Hua(甘#L华)。YUETiara-Yi('天仪)。CHENLong-Wu(陈龙武，dChem.应用化学)t11,1996,13(3):3&--40
YANLe-Mei(严乐美),WANGxue-song(王雪松),YANGOW-Qin(杨桂琴)etal..ChemicalIndustryandEng(化学T业与T程)[7].2000
17(5):249-253
TheEffectofStrongElectrolyteonNonionicMicroemulsion
LUANRui,HANEn-Shan*,ZHULing-Zhi，WANGFu-Peng
(DeparnruntofApphedChemistry,HebeiUniversityofTechnology,Twnjin300130,China)
AbstractBydeterminingtheconductivityandthebiggestwatertoleranceofmicroemulsion,we
esearchedthatstrrongelectrolytenickelnitratehadsaltouteffectonnonionicmicroemulsionTritonX-lOO)
n-hexanoUcyclohexanelNi(N03)dthatthemorethecontentofsurfactant,thehigherthe
ductivityofmicroemulsionwhose
dispersephaseisNi(N03)2solutionreducesalongwiththeconcentrationofNi(N03)2solutionincreasing,
WealsofoundthehighertheconcentrationofNi(N03)2solution,thelessthewatertoleranceof
microemulsion.
KeywordsElectrolyte,Nonionicmicroemulsion,Conductivity,Phasegraph
2024年5月12日发(作者：冷子惠)
Vol.22
2001年10月
高等学校化学学报
CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES
No.10(增)
55-58
电解质对非离子型微乳液的影响
染蕊韩恩山朱令之王缚鹏
(河北工业大学化工学院应用化学系，天津300130)
摘要本文通过测定微乳液的电导率和相图，研究了电解质〔硝酸镍)对非离子型微乳液TritonX-1001正己醉/
环己0水或硝酸镍水溶液系统稳定性的影响.发现分散相为水的微乳液体系中，表面活性剂的含量越大微乳
液的电导率越大:分散相为盐溶液的微乳液体系中，微乳液的电导率随着9溶液浓度的增大而减小:而且盐
溶液浓度越大微乳液的含水量越小
关健词电解质;非离子型微乳液;电导率;相图
中圈分类号0647文献标识码A文童编号0251-0790(2001110Z-55-04
微乳液作为多相热力学稳定系统受到人们的广泛关注在应用过程中电解质对微乳液的影响也受
到人们的重视，例如用微乳液法进行3次采油时，地下水含盐量高对微乳液稳定性的影响直接关系到
微乳液采油的效率.又如用微乳液作为反应介质制备超微细粒子时，分散相就是电解质溶液，微乳
液的稳定性影响超微细粒子的制备.所以，研究电解质对微乳液稳定性的影响，在实际应用中具有重
要意义卜
电解质对非离子型微乳液的影响，在于对非离子表面活性剂疏水基团的“盐析”或“盐溶”作用.
起“盐析”作用时，电解质的加入增加了微乳液内相聚集数，易形成更大的微乳内相，到一定程度即
分离出新相，微乳液出现混浊1.].电解质对非离子型微乳液结构及稳定性的影响可以通过电导率和
相图的变化来研究本实验针对一系列微乳液，向其中加人水或盐溶液，测定不同水与环己烷的摩尔
比时微乳液的电导率，通过微乳液的电导率变化曲线来研究非离子型微乳液的导电机理.还测定了不
同环己烷含量下微乳液的最大容水量，通过微乳液的相图来研究电解质对微乳液容水量的影响.
1实验
1.1试剂与仪器
非离子表面活性剂:&Hass公司出品:正己醇为进口分装:环己烷:天津市
化学试剂一厂，分析纯;双燕水;硝酸镍:天津市化学试剂二厂，化学纯.
DDSJ-308A型电导率仪，上海精密科学仪器有限公司;超级恒温水浴501型，上海市实验仪器四
厂:CX-250超声波清洗器，北京医疗设备二厂.
1.2实验方法
固定TritonX-100:正己醇=3:2〔质量比》，固定TritonX-100和正己醇的量，改变环己烷的量，
配制环己烷与TritonX-100摩尔比不同的油组分即环己烷.TritonX-100和正己醇:用超声波分散均匀，
在30士0.1℃的恒温槽中恒温，向油相中滴加双蒸水或硝酸镍溶液，测其电导率.
在测定微乳液的相图时，环己烷体积百分含量依次为10%-90%.配制不同环己烷含量的油组分
向油组分中滴加水或硝酸镍溶液，每滴加一次，在30士0.1℃恒温槽中恒温2h以达到相平衡，直到微
乳液变浑浊，测定出不同环己烷含量的微乳液的最大容水量.
收稿日期:2001-07-31
基金项目:河北省自然科学基金‘批准号
2000061和天津市21世纪青年科学基金‘批准号:473701311)资助
联系入简介:韩恩山:1963年出生〕男，
博士.教授，主要从事胶体界面化学、情细化学品合成等研究.Tel
高等学校化学学报
Val22
2结果和讨论
2.1纯水对微乳液电导率的影响
固定正己醇的体积为5rnL，环己烷与TritonX-100的摩尔比分别为5.10,20，向油相中滴加双
蒸水时，微乳液的电导率随水油比变化曲线如图1
图1和图2中横坐标w为水与环己烷的摩尔比，纵坐标K为电导率，由图1可见微乳液的电导率
随着W的增大，先增大后减小，电导率增大是因为，非离子表面活性剂TritonX-100的亲水基为聚氧
乙烯醚键，键中的氧原子与H2O或(1130)+结合形成氢键，使表面活性剂分子带上一定的正电性[21，从
而使微乳液内相带有正电性，它在电场的作用下做定向移动，产生电流而使微乳液导电
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Fig.1CurvesofKtowformicroemulsion
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F呛.2CurvesofKtoWofmicroemulsionwhosedisperse
phaseisNi(NO3)2solutionofdifferentconcentration
而且随着环己烷与TritonX-100的摩尔比增加，微乳液的电导率减小.这是由于在油相中环己烷
的电导率非常小，而TritonX-100的电导率为0.078uslcm,所以环己烷与TritonX-100的摩尔比增加，
而正己醇含量不变，则TritonX-100的含量增加，使得微乳液的电导率增加，聚氧乙烯醚链中的氧原
子与H2O或(1130)‘结合形成氢键，氢键导电能力较强.相同W时，不同表面活性剂含量的微乳液电导
率相差很大，这是因为随着表面活性剂含量的增加，一方面形成的氢键增加，逐渐形成导电链，使微
乳液的导电能力大大加强.另一方面表面活性MI的含量增加，系统形成的分散相较小，分散相整体导
电能力增强.所以TritonX-100的含量增加，电导率增大.当环己烧TritonX-100较大时，增加水量到
一定程度微乳液受到破坏.对于环己烷1TritonX-100-<10的系统，随着加人水量的继续增加，微乳液
的枯度也增加，这降低了胶团在电场中的运动速度，从而使微乳液的电导率降低.
2.2电解质浓度对非离子型微乳液电导的影响
环己烷:TritonX-100=10:1,向油组分中加人不同浓度的硝酸镍溶液时，微乳液的电导率变化曲
线如图2
从图1和图2可以发现，微乳液的电导率变化趋势一致，都是先增大后减小.因为电解质与聚氧
乙烯醚类表面活性剂之间存在在以下平衡式[31
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(3)
在微乳液中Ni2+不仅使内相带有正电性，而且随着盐溶液的加人，微乳液内相数量增多、体积增
大，致使它们在电场中的碰撞几率增加，从而使表面活性剂分子的“弹跳”几率和内相中电解质离子
如Nit'和N03-的穿透几率增加[4)所以随着W的增加，微乳液的电导率增大W较大时微乳液的电导
率减小是由于粘度增大，使液滴碰撞几率减小，电解质离子的穿透几率减小.
由图2还可以发现，与分散相为水的微乳液比较，随着电解质硝酸镍浓度的增加微乳液的电导率
不但不增加，反而降低了.这是因为硝酸镍对TritonX-100有盐析作用，它在微乳液中与聚氧乙烯醚
(EO)键的氧原子争夺水化水，使原已水化了的EO链脱水，因而使TritonX-100的浊点降低Is1，易
于析出新相，则带电微乳液内相减少，使微乳液的导电能力降低.另外，无机负离子如N03一能大大
降低非离子表面活性剂的浊点.负离子一方面由于中和微乳液内相的正电荷而使内相容易聚结并导致
浊点降低;另一方面，还有可能使水分子束缚而导致自由水的浓度降低，使微乳液易于析出新相121
这也使微乳液的导电能力下降.且盐溶液的浓度越大，微乳液的导电能力越弱.
2.3电解质对微乳液相圈的影响
TritonX-1001正己醇=3:2(质量比)时分散相为不同浓度硝酸镍溶液的微乳液相图如下:
石
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一一诗
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o.路Uso
一
cyclohmne
F坛.5Phasegraphofmicroemulsionwhosedispersephaseis0.15mo11LNj(NO众solution(30-C)
图中的曲线为由微乳液变为乳液的相变线，微乳液区域位于相变线的右侧，与文献[61相同条件时
高等学校化学学报
丫〕.22
分散相为水的相图相比，单相区域小得多‘这说明强电解质硝酸镍的加人对微乳液的水溶性有一定的
影响.分散相为一些强电解质的水溶液时，增溶水量较纯水时大大减小，而且离子强度越大，增溶水
量越小.因为微乳液对无机离子比较敏感.离子的加人导致“水池”间引力增大，这样促使“水池”
发生聚集，从而使增溶水能力有所减小171由以上微乳液相图可见，硝酸镍溶液浓度越大，则相同油
相的微乳液的溶水量越小，相应地微乳液的单相区域越窄.
由以上分析可知，当电解质对非离子型微乳液起盐析作用时，电解质的加人不仅降低微乳液的导
电能力，而且还大大减小了微乳液的区域.总之电解质的加入降低了微乳液的稳定性，而且盐溶液浓
度越大，微乳液越不稳定.
参考文献
ZHAOGuo-Xi(赵国玺).actants(表面活性剂物理化学)Beijing:BeijingUniversityPress,1991:245-246
ZHOULen-Pang(周兰芳)FuShao-Bin(傅绍翁，xuYa-Shuang(t2亚i;1(]era7」JianghanInstituteofPetroleum〔江汉石油学院学报Ail
1998.2州4):砧-68
HansS,dInterfaceSci[J],1973.43(1):150-155
XUEMei-Ling(薛美玲)，YUXin-Ming(于宪明)，ZHANGJi-Shu(张积树)era1..LQingdaoInstituteofChemicalTechnology青岛化T学
院学报[J],19%,17(4):321-325
HUANGHui(贾晖)GAOYue-Ying(高月英).JBvGYan(景燕).FineCh。二(梢细化工)[J],1999,14(2):7-9
GANLi-Hua(甘#L华)。YUETiara-Yi('天仪)。CHENLong-Wu(陈龙武，dChem.应用化学)t11,1996,13(3):3&--40
YANLe-Mei(严乐美),WANGxue-song(王雪松),YANGOW-Qin(杨桂琴)etal..ChemicalIndustryandEng(化学T业与T程)[7].2000
17(5):249-253
TheEffectofStrongElectrolyteonNonionicMicroemulsion
LUANRui,HANEn-Shan*,ZHULing-Zhi，WANGFu-Peng
(DeparnruntofApphedChemistry,HebeiUniversityofTechnology,Twnjin300130,China)
AbstractBydeterminingtheconductivityandthebiggestwatertoleranceofmicroemulsion,we
esearchedthatstrrongelectrolytenickelnitratehadsaltouteffectonnonionicmicroemulsionTritonX-lOO)
n-hexanoUcyclohexanelNi(N03)dthatthemorethecontentofsurfactant,thehigherthe
ductivityofmicroemulsionwhose
dispersephaseisNi(N03)2solutionreducesalongwiththeconcentrationofNi(N03)2solutionincreasing,
WealsofoundthehighertheconcentrationofNi(N03)2solution,thelessthewatertoleranceof
microemulsion.
KeywordsElectrolyte,Nonionicmicroemulsion,Conductivity,Phasegraph