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1、河北科技师范学院 理化学院综合化学实验开题报告实验名称： 表面活性剂的合成、纯化、表征 及在精细化学产品中的应用 姓名： 尚艳芬 学号： 1011080317 专业： 应用化学 班级： 0803 同 组 人： 王磊 王雪洁 王舒萌 指导教师： 赵永光 张建平 赵 莹 开题时间： 2011.10.28 河北科技师范学院理化学院综合化学实验室一、基本情况姓 名尚艳芬学 号1011080317专业班级应用化学0803指导教师姓名及职称赵永光教授、张建平讲师、赵莹讲师1、 研究方向、论文选题范围：表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用2、 拟定论文题目：表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细
2、化学品中的应用论文科研课题属于哪一级科研项目，经费来源及金额（课题来源选项分为国家计委、科委项目、国家经贸委项目、国家自然科学基金项目、国务院其他部门项目、主管部门（部委级）项目、省、市、自治区项目、国际合作项目、学校级项目、自选项目、其它）：学校级项目3、 论文类型（基础研究、应用研究、开发研究、其它）应用研究摘要选题研究内容和意义简介：1研究内容本课题主要研究内容为表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用，其中包括以下六个实验：、十二烷基硫酸钠的合成，、十二烷基硫酸钠的分离、纯化，、表面张力及CMC的测定，、餐具洗涤剂的工业制备及性能检验，、牙膏的制备及检验，、水基涂料的制备及检
3、验。2研究的意义表面活性剂是一大类有机化合物，它们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的使用价值和理论意义。表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面，在20世纪90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们。表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自行结合形成分子有序组合体，从而在各种重要过程，如润湿、铺展、起泡、乳化、加溶、分散、洗涤中发挥重要作用。研究表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用对提高我们的生活水平，促进人类社会和科学技术水平的进步有重大意义。关键词表面活性剂；合成；纯化； 二、报 告 正 文（一）选题依据与研究内容1 选
4、题依据表面活性剂是指一类在很低浓度时就能显著降低水的表面张力的化合物，依其亲水基的结构分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂1。表面活性剂具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列2，分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链3。它达到一定浓度后可缔合形成胶团，从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、防静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品4。近年来中国
5、表面活性剂工业得到了迅速的发展。2005年全国主要生产企业表面活性剂的总产量（不含皂类）至少达115万吨，其中a-SAA仍占主导地位，约占总量的74.9%，n-SAA占22.7%；c-SAA 占1.6%；z-SAA占0.8%5。表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化工业的飞速发展而兴起的一种新型化学品，是精细化工的重要产品。表面活性剂具有的润湿、乳化6、分散、增溶、起泡或消泡、渗透洗涤7、抗静电、润滑和杀菌等一系列优越性能使它享有“工业味精”的美称。它几乎渗透到一切技术经济部门。当今，全世界表面活性剂产量已超过1500万吨，品种逾万种。表面活性剂行业作为国民经济的重要组成部分，其发展水平
6、已被视为各国高新化工技术产业的重要标志，并成为当今世界化学工业激烈竞争的焦点8。随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓，表面活性剂的发展更加迅猛，其应用领域从日用化学工业发展到石油、食品、农业、卫生、环境、新型材料等技术部门，起到改进工艺、降低消耗、节约资源、减轻劳动量、增加产量、提高品质等作用，大大提高生产效率，收到极佳的经济效益。现在我国表面活性剂工业已有相当大的生产规模，设备和技术已越来越接近国际水平，产品数量、种类和质量都有大幅度增长和提高。因此，研究“表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用”对表面活性剂工业，乃至我国整体工业经济有着非常重要作用和意义。2 选题的研究内容
7、、研究目标以及拟解决的关键问题2.1 研究内容本课题主要研究内容为表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用，其中包括以下六个实验：、十二烷基硫酸钠的合成，、十二烷基硫酸钠的分离、纯化，、表面张力及CMC的测定，、餐具洗涤剂的工业制备及性能检验，、牙膏的制备及检验，、水基涂料的制备及检验。2.2 研究目标通过研究表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用（十二烷基硫酸钠的合成，十二烷基硫酸钠的分离、纯化，表面张力及CMC的测定，餐具洗涤剂的工业制备及性质，牙膏的制备及检验，水基涂料的制备及检验），了解主要表面活性剂的制备、分离、纯化、表征及应用等重点知识，熟悉并掌握十二烷基硫酸
8、钠的合成、分离和纯化，表面张力的测定，餐具洗涤剂的工业制备方法和性质，牙膏和水基涂料的制备及其检验方法。加深对表面活性剂的理解，提高自身专业知识和素质。2.3 拟解决的关键问题十二烷基硫酸钠，别名为月桂醇硫酸钠，是阴离子硫酸酯类表面活性剂的典型代表9。十二烷基硫酸钠是表面化学实验研究中经常使用的一种表面活性剂。十二烷基硫酸钠的制备实验是一个比较成熟的实验，目前很多高校都将其作为专业实验，方法不一，一般用氨基磺酸法较氯磺酸法安全。为了得到高纯度的十二烷基硫酸钠，我们需要对制得的样品进行分离纯化，现有的提纯方法有重结晶、乙醚和石油醚等溶剂抽提，泡沫分离提纯以及吸附提纯等，这些方法繁简不一。测定表面
9、张力有以下几种方法：(1)表面张力法 表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。(2)电导法 本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定。(3)光散射法 光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。(4)染料法 一些有机染料在被胶团增溶时。目前还有许多现代仪器方法测定CMC，如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。牙膏是由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、粘合剂、香料、甜味剂及其特殊成分构成的。加入盐酸，看是否有气泡生成，是检验牙
10、膏中是否含有碳酸盐的实验方法。采用MTT法检测牙膏浸出液OD值，并通过计算细胞相对增殖率(RGR)进行相关分析评价。3 拟采取的研究方案（研究思路、技术路线或研究方法）及可行性分析3.1 研究方案十二烷基硫酸钠的制备实验是一个比较成熟的实验，目前很多高校都将其作为专业实验，方法不一，一般用氨基磺酸法较氯磺酸法安全。十二烷基硫酸钠提纯方法有重结晶、乙醚和石油醚等溶剂抽提，泡沫分离提纯以及吸附提纯等。测定表面张力有以下几种方法：表面张力法、电导法、光散射法、染料法目前还有许多现代仪器方法测定CMC，如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。通常杀菌餐具洗涤剂由表面活性剂和杀菌剂及助剂组成。常用的表面
11、活性剂有十二烷基苯磺酸钠（LAS）、聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、月桂酸二乙醇酰胺（6501）等, 它们的去污力、泡沫性能、安全性能都较好, 并且易生物降解。牙膏是由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、粘合剂、香料、甜味剂及其它特殊成分构成的。 牙膏中常用的摩擦剂有：碳酸钙、磷酸氢钙(磷酸氢钙二水盐和磷酸氢钙无水盐)、焦磷酸钙、水合硅酸、氢氧化铝。湿润剂可防止牙膏在软管中固化变硬，并使膏体具有光泽等效能。用于牙膏中的湿润剂有甘油、丙二醇、山梨醇等多种。为清洗口腔中的污垢，目前广泛采用的是中性洗涤剂月桂醇磺酸钠。能快速发泡，既能发泡沫，又能清洗口腔中的污垢。牙膏用的表面活性
12、剂纯度要求很高，不能有异味，一般用量为2%。为使牙膏中配料分散均匀，可使用粘合剂，如羧甲基纤维素钠盐及其衍生物、角叉菜、海藻酸钠等多种物质。牙膏用香料主要是薄荷，它是赋予牙膏凉爽感的一种不可缺少的成分。此外，还可使用水果类香精，如柑橘类香料等，但作为牙膏香料来说是有严格限制的。为改善牙膏的口感，牙膏中加了少量糖精。也可用木糖醇做甜味剂。为了防治口腔疾病，有的牙膏中还加入了一些特殊成分。加入盐酸，看是否有气泡生成，是检验牙膏中是否含有碳酸盐的实验方法。3.2 可行性分析由于十二烷基硫酸钠比较广泛的用途，且其制备实验是一个比较成熟的实验，许多高校都将十二烷基硫酸钠的制备实验列入本科生应用化学实验中
13、。周春隆主编的精细化工实验法中的关于十二烷基硫酸钠制备方法更适合本科生进行应用化学实验，且所制得的十二烷基硫酸钠性能、纯度、颜色等方面比较接近于分析纯的十二烷基硫酸钠。牙膏、洗涤剂、水基涂料由来已久，它们的成分已经众所周知，制备方法及其检验方法也很成熟。4 论文研究进度计划2011.10.282011.11.01阅读资料，选题。2011.10.312011.11.01完成开题报告；2011.11.022011.11.03准备实验仪器及药品。2011.11.042011.11.14进行实验；2011.11.142011.11.18进行实验的收尾工作和数据处理工作；2011.11.192011.1
14、1.21完成论文。（二）论文研究基础及条件保障在完成本次实验时，我们有很好的外界条件作为保障，首先我们有很好的数据库支持，包括图书馆可以免费下载文献的CNKI中国知网数据库、万方数据库等等，可以让我们能够及时地查阅相关的中外文献。论文主要使用的原料，都是实验室常见的原料，并且原料成本比较低，在我们实验室所能承受的范围内。论文中使用的仪器也都是很普遍使用的常规化学仪器。并且，此实验在我们实验室并不是第一次做，实验的成功率和安全能够得到很好的保障。在资深教师赵永光老师的带领下，我们有丰富的实验的理论知识；在实验室赵永光、张建平、赵莹老师的帮助与支持下，实验所用到的仪器设备基本齐全，能够保障实验的顺
15、利进行。除此之外，学校的各位领导对实验的大力支持也保证了此次试验可以顺利进行。（三）参考文献1 WasserscheidA Pweltont.Ionic liquids in synthesisM. 2nded. New York:Wiley-VCH,20082 王军,杨许召,吴诗德,等表面活性剂的性能及应用M.北京:中国纺织出版社,20073 王军,杨许召,李刚森.功能性表面活性剂的制备及应用M.北京:化学工业出版社,20094 Mulligan CN.Environmental applications for biosurfactantJ.Enviroment Pollute,2005,
16、133(2):183-198.5 韩慧龙,汤晶,刘铮,等.真菌石油污染土壤的协同作用机制研究J.环境科学,2008,29(1):89-95.6 Ohnoh. Electrochemical aspects of ionic liquids M. New York:JohnWiley & Sons, Inc, 20057 余建.表面活性剂的工业应用及展望J.化工时刊,1989,1(3):2-6.8 Freireng,Carvalhopj,Fern and Esam,etal. Surface tensions of imidazolium based ionic liquids:Anion, c
17、ation,temperatureand water effectJ.Journal of Colloid and Interface Science,2007,314:621-6309 陈联群,李春兰,等.十二烷基硫酸钠的提纯与纯度测定J.内江师范学院校报,2005,20(4):35-37.三、开题报告评价指导教师对该生选题报告的简要评语：该课题目的明确，选题适当，路线设计、方法、实施方案合理，时间安排周密，工作量饱满。课题的研究工作具有一定的研究价值和实用价值。该课题的研究是可行的，准予开题! 指导教师签名： 年 月 日开题报告会开题报告会时间： 年 月 日08:00 年 月 日22:00 地点：河北科技师范学院评审专家组成姓名职称所在单位及学科专长（出席者）签名赵永光（组长）教授理化学院，天然产物化学及化妆品化学张建平讲师理化学院，高分子化学及生物质能源赵 莹讲师理化学院，天然产物化学及有机合成评审意见：（由评审专家组填写） （正常）通过； 不合格， 年 月 日前重做开题报告。 其它评语： 评审组长签名： 年 月 日 7
